基于CiteSpace的綠色建筑施工管理文獻計量分析與展望

艾長芹,邵志國,3,于德湖

(青島理工大學 1.管理工程學院;2.土木工程學院;3.智慧城市建設管理研究中心,山東 青島 266520)

建筑業碳排放巨大,是全球碳減排的主要研究內容[1]。當前,中國建筑碳排放總量整體呈現增長趨勢,未來伴隨城鎮化和經濟水平的提升,減排潛力巨大,因此發展綠色建筑尤為重要。與一般建筑相比,綠色建筑的各個環節都融入了綠色理念,已形成集綠色建筑規劃、新型建材應用、綠色施工、綠色建筑營運、廢舊建筑回收利用等為一體的閉環模式供應鏈。以節能、低碳、可持續發展等為理念的綠色建筑施工已然成為行業變革的發展趨勢。因此,必須運用建筑工程綠色施工和規范嚴謹的管理方案,減少能源損耗,落實生態環保和資源集約政策,改善人民生活環境。

住房和城鄉建設部于2014年10月發布的《建筑工程綠色施工規范》總結了建筑工程施工方法和經驗,大力推進綠色施工[2]。截至2019年底,各省市累計建造綠色建筑面積超50億平方米,2019年當年占城鎮新建建筑比例達65%,到2022年,當年城鎮新建建筑中綠色建筑面積占比達到70%[3]。目前,我國綠色施工仍然存在諸多問題。建造過程中面臨居民的環保意識比較薄弱、利益驅動導致綠色施工難以執行、施工技術水平和管理機制落后等問題。

我國綠色建筑盡管起步略遲,但成長較快,逐步構建出目標明確、配套政策完備、管理規范的體系,居住建筑的健康性能不斷提高。在綠色住宅廣泛普及、綠色施工管理實施的背景下,系統分析當前綠色建筑施工研究的重點,為未來研究提供參考尤為重要。因此,本文運用CiteSpace軟件,系統分析綠色建筑施工管理的相關文獻,繪制相關領域的知識圖譜,并對該領域的研究進展進行可視化總結[4],更直觀地了解綠色建筑施工管理發展歷程及趨勢。

1 文獻來源與研究工具

本文文獻來源于中國知網數據庫。為確保原始數據的可靠性,使用中國知網中的高級檢索,檢索條件:主題=綠色建筑或含綠色建造,且含,主題=施工管理為檢索條件并且時間跨度=2010-01-01至2022-05-31,獲得相關文獻1462篇,進一步剔除行業資訊、新聞等不相關文獻,最終獲得1014篇文獻用于本次研究。在CiteSpace功能界面中進行數據預處理得到后續闡述元數據。

文獻計量學是由統計學、數學、文獻學等學科組成的綜合性知識體系,其強調量化分析,幫助學者挖掘潛在的價值信息,預測研究領域未來的發展趨勢[5]。本文利用CiteSpace(V.5.8.R1)軟件繪制作者、機構、關鍵詞等相關知識圖譜,使用關鍵路徑算法展開綠色建筑施工管理的分析,圖譜節點強度默認余弦函數進行分析。本文使用綠色建筑施工管理領域的知識圖譜描述此類研究的現狀、熱點和發展趨勢[6]。

2 文獻數量、作者與機構分析

2.1 發文數量基本情況分析

本研究共檢索分析1014篇有效文獻,得到2010—2022年國內綠色建筑施工管理的文獻數量變化統計圖,如圖1所示。該曲線顯示累計文獻數量,柱狀圖則表示每年公布的發文量,年平均發文量約為83篇。

圖1 2010—2022年綠色建筑施工管理研究文獻數量統計

統計結果表明:我國綠色建筑施工管理研究文獻的發表數量總體呈遞增趨勢;2010—2013年國內綠色建筑步入起步發展時段,也逐漸意識到綠色建筑施工管理的重要性,文獻數量逐年增多,但總發文量不足100篇;2014—2018年,研究文獻數量進一步增多,且發文數量呈現出逐年遞增的快速發展態勢;2019—2022年,發文數量小幅度下滑后增多。此趨勢與我國發布的相關政策密不可分。2010年我國啟動了《綠色辦公建筑評價標準》綱要編制工作,政府出臺了一系列相關的方針、導則和律例以此助推綠色建筑發展。住房城鄉建設部在2014年發布《建筑工程綠色施工規范》和2015年政協十二屆全國委員會第三次會議上提議推進新型城鄉化建設,積極推動被動式節能建筑發展、著力構建綠色建筑產業鏈[7]。2020年肆虐的新冠疫情延誤施工進度造成人材機等耗費,表明綠色建筑應對突發狀況的能力不足和防控措施缺失,這也敦促著綠色建筑施工管理工作的革新,預示著綠色建筑施工管理在建筑業中的全面應用[8]。

2.2 作者分析

研究作者合作網絡知識圖譜可以反映研究領域的核心作者、協作力度,直觀展現各研究者間的相互聯系[9]。在CiteSpace軟件中導入1014篇文獻,節點類型選擇為作者,研究時間為2010—2022年,一般作者間聯系不甚緊密,故不采用任何算法進行剪裁,生成作者共現圖譜,如圖2所示。作者發文量靠前的統計表,如表1所示。

圖2 作者合作網絡知識圖譜

圖2中,網絡節點數為327個,連接數為90條,作者節點數遠超于作者間連線的數量,說明該領域雖然研究者數量眾多,但作者間的合作關系非常稀疏。圖譜上仍有相對分散的小網絡,作者抱團協作顯著,如張獻珠、雷得義、武亞輝、唐明、孫夢琪團隊與林光明、譚名燕、何中豪、何海波、鄧云彬團隊還有雷曉勤、吳鵬、周佳軍、張振興、龍葉天團隊都分別組成了獨立的5人學術團隊,各節點之間聯系密切。然而,各團隊間缺乏溝通與合作,作者間也未組成有規模的網絡。表1列舉了發文數量靠前18位作者,其中最高產的作者是王清勤,發文數量為4篇,另外還有許多作者發文量都在1篇及以下,說明綠色建筑施工管理領域團隊協作研究較為松散。

2.3 機構分析

運行CiteSpace軟件,節點類型選擇機構,同樣不采用任何算法進行剪裁,其他選項取系統中的默認值,得到機構發文量統計表和共現知識圖譜,如表2和圖3所示。

表2 主要機構發文數量統計表

圖3 機構共現知識圖譜

在圖3中,網絡節點數為289個,連接數為35條,中心度為0.0008,發現相關機構之間合作不緊密。對比發文量和中心度,研究數量較多的機構有中國建筑科學研究院(9篇)、中國建筑第七工程有限公司(7篇)、中國建筑第二工程局有限公司(5篇)、重慶大學(4篇)。結合表2和圖3可知,綠色建筑施工管理研究機構以公司為主,次級機構主要是研究院和高校。從圖3中機構間的共現情況來看,目前綠色建筑施工管理研究機構之間的合作網絡密度較低,說明研究機構間的合作不緊密,各研究機構多獨立開展,尚未形成規模化的網絡結構,跨地區交流、協作欠缺,不利于該領域的研究。

3 研究熱點分析

3.1 關鍵詞共現分析

3.1.1 高頻關鍵詞確定

從表3中可以看出2010—2022年間綠色建筑施工管理研究文獻中關鍵詞共現頻次最高的是綠色建筑,高達343次,施工管理次之(270次)。“綠色建筑”“施工管理”是本文檢索詞,所以共現頻次的顯示可能會受到影響。此外,綠色施工、建筑工程、綠色施工管理、施工技術、綠色節能、可持續發展、環境保護等都是多年來綠色建筑施工管理的重點領域。

表3 關鍵詞中介中心性和共現頻次統計表

3.1.2 關鍵詞可視化分析

為進一步了解該領域研究熱點的分布狀況,在CiteSpace中參數勾選“Keyword”,選擇“Pathfinder”“Pruning Sliced Networks”和“Pruning the Merged Network”算法進行剪裁,篩選掉一些不關鍵的網絡和邊緣化的結構,生成關鍵詞圖譜,如圖4所示。

結合表3和圖4可知,網絡圖包含443個研究熱點和905條連線,網絡密度為0.0152,我國綠色建筑施工管理研究重點集中在BIM技術,說明BIM技術不僅應用于綠色建筑設計階段,還著重于建立虛擬的可視化作業環境,使用數據信息對施工過程進行交互式技術指導和模擬,并利用網絡的實時反饋進行更新[12]。“綠色節能”同樣是高頻關鍵詞,這意味著隨著能源短缺和低碳環保理念的推進,建筑工程需要節能環保,新型綠色節能技術不僅可以減少污染和資源浪費,還可提高建筑施工質量。除此以外,管理創新及策略也是值得關注的關鍵詞,說明研究者對綠色建筑施工過程中發生的突發事故或風險給予相應的對策,企業不斷地積極開發和引進人才、加強綠色建材的應用和制定合理規范的方案,實施綠色施工理念的管理模式。

圖4 關鍵詞共現知識圖譜

在表3中,中介中心性較大的是“綠色施工”“施工技術”和“環境保護”,分別為“0.49”“0.49”“0.45”,說明這三個節點是網絡圖譜中最重要的節點,在該研究領域中具有導向性。“建筑施工”(0.44)“綠色節能”(0.37)“綠色建筑”(0.35)“施工管理”(0.33)是該網絡圖譜次級重要節點。在實施綠色建筑施工管理的過程中,可以建立長期發展的體系,減少環境污染,綠色施工理念至關重要。

3.2 關鍵詞聚類分析

本文采用對數似然比算法檢驗提取的關鍵詞聚類標簽,如圖5和表4所示。

圖5 關鍵詞聚類圖譜

表4 關鍵詞聚類信息表

在圖5中,每個關鍵詞聚類單元Size>20,圖譜的模塊值為0.8781,平均輪廓值為0.978,說明聚類效果均較好。本文總結最大的6個集群進行分析,分別是綠色施工(#0)、建筑施工(#1)、管理理念(#2)、綠色建筑施工管理(#3)、綠色建筑(#4)、綠色建筑工程(#5),展現該領域的前沿發展。

聚類#0“綠色施工”。該聚類標簽的研究范疇是綠色施工,在保證質量和安全的前提下,從綠色化建造的角度對傳統施工技術進行檢查和改造,注重觀念的轉換,通過科學管理和技術進步,盡可能整合資源和減少生態破壞。綠色建筑投資決策、區域規劃、招投標等都要考慮綠色施工的規定,這為綠色施工過程創新管理提供了參考[13],明晰了技術革新方向。

聚類#1“建筑施工”。建筑施工中的一大通病是給環境造成的污染和危害。“可持續發展、環境保護”是21世紀社會發展的主旋律,需從建筑污染源入手,減少和消除施工污染,實行環境友好型與資源利用集約化的綠色建筑施工[14]。環境監管難度大,節能減排、低碳生活刻不容緩,必須樹立綠色發展理念和節能理念,優化整合建筑資源,擬定相應的建筑設計方案,最大限度地減少能源消耗,實現可持續發展。逐步推動建筑工程向資源節約型方向發展。

聚類#2“管理理念”。在綠色施工過程中,企業要深刻領會加強綠色建筑的重要性,自覺將文明施工、規范化管理滲透到施工現場,優化完善施工管理體系,進一步促進施工現場科學化管理,確保建造綠色建筑的品質。貫徹落實綠色施工管理理念,保障綠色建筑施工有序、安全、有效實施。

聚類#3“綠色建筑施工管理”。伴隨著經濟發展綠色建筑與日俱增,但建設過程過快,因此存在許多不完善和需要改進的地方,其中最重要的是綠色建筑施工管理。大量建筑材料和新工藝將用于綠色建筑,建立高效的成本管理體系,可顯著降低建造成本。為提高項目的經濟收益和建造效益,構建較為成熟的綠色施工管理體系,將成本控制理念相融于綠色施工的各環節。

聚類#4“綠色建筑”。在綠色建筑理念下,綠色施工管理、綠色施工技術將是今后施工的發展路徑。綠色建筑施工管理在整個施工過程中更是不可或缺的,對建筑企業的要求也是非常高的。而綠色施工管理與技術又有著緊密的聯系,二者相輔相成、缺一不可。建筑企業要明確施工管理的重點,妥善處理施工中各項工作,確保施工進度的同時提升效益。

聚類#5“綠色建筑工程”。綠色施工身為建筑全生命周期的關鍵階段,是落實資源集約和節能低碳的重要環節。建筑業大力發展綠色建筑工程,恪守文明施工管理原則,建立施工評價體系,及早處理施工中存在的問題,更全面地對綠色施工過程進行評價和管理。這使得我國整個建筑行業擺脫了粗放式的高成本、高污染運作模式。

3.3 研究趨勢分析

突現值可直觀展現某一領域的研究呈現出由宏觀到微觀、由單一到多元的演變趨勢。一個變量的值在短時間內激增成為學者關注熱點,并預測關鍵技術接續發展的態勢。為進一步研究綠色建筑施工管理的發展趨勢,本節運用CiteSpace下的“Burstness”識別最具強突發的關鍵詞進行分析,得到突現強度Top10的關鍵詞,如圖6所示。

圖6 關鍵詞突現視圖

由圖6可知,關鍵詞突現視圖包含突現詞、突現強度和突現詞起止時間等信息[15]。綠色建筑施工管理早期研究重點是“綠色理念”(強影響年份為2010—2014年)、“可持續發展”(強影響年份為2011—2015年),且綠色理念突現強度最高(4.04),說明早期綠色建筑施工管理研究重點多集中在理論層面,逐步完善政策體系、健全激勵機制。“施工建筑”(強影響年份為2013—2015年)、《綠色建筑評價標準》(強影響年份為2015—2016年)、“評價標準”(強影響年份為2015年)、建筑施工管理(強影響年份為2017年)在綠色建筑施工管理研究方面影響較大,這段時間綠色評價標準融合到施工管理中,促使綠色理念逐步貫穿到施工階段。自2019、2020、2021年分別開始出現突現“BIM技術”“工程管理”和“建筑工程”,由此可見,BIM技術可以提高管理效率,優化管理方式,使項目管理人員能夠做出有效決策和精細化管理,有效保證工程建設的順利發展。2015之后,“管理理念”研究逐漸發展起來,引起眾多學者的關注。目前,中國建筑科學院、中國工程建設協會、重慶大學等研究院將可持續發展、以人為本、健康節能、BIM技術、裝配式建筑等的理念運用到建筑工程項目實踐中。綠色施工管理是一種蓬勃發展的環保型舉措,尤其是BIM技術的創新應用,保障建筑業的可持續發展。

4 結論與展望

4.1 結論

本文使用CiteSpace軟件對綠色建筑施工管理相關知識圖譜進行分析,更直觀地展現當前研究現狀和趨勢,得出以下結論。

(1)我國綠色建筑施工管理相關研究于2004年逐步展開,文章發文量在近幾年呈現出較快增長的勢頭,研究熱潮持續遞增,表明該領域學者愈發關注相關主題研究。

(2)綠色建筑施工管理相關熱門課題研究歷經了三個階段:孕育階段(2010—2013年),此階段發文量較少,研究熱點詞有綠色理念、可持續發展、施工建筑、管理體系;成長階段(2014—2018年),此階段發文量逐漸增多,評價標準、建筑施工管理、建筑施工、綠色建筑施工成為此階段的高頻關鍵詞;發展階段(2019—2022年),此階段發文量小幅度下滑后快速增長,研究重點集中在BIM技術、工程管理、建筑工程、管理創新等多個主題詞,研究范疇愈加廣泛,研究主題愈加細致。

(3)綠色建筑施工管理的研究熱度和重要性已被眾多學者關注,但高品質文章發表較少,機構和作者之間的協作不甚緊密,主要集中在公司、研究院和部分高校,缺乏全面且有深度的論文,該領域文章總體質量和影響力不足,尚待提升。

(4)綠色理念、建筑施工管理、BIM技術等關鍵的技術領域代表了綠色建筑在工程管理應用的重要方面,受到廣泛關注,并成為極具影響力的前沿熱點。近幾年的突發性關鍵詞是具有連續性的,BIM技術應用、綠色施工管理、建筑工程是值得特別關注的技術分支,其有能力在未來幾年繼續成為研究熱點。

4.2 展望

未來對綠色建筑施工管理的研究重點將會在上述基礎上延續進行,本文提出未來研究方向如下。

(1)革新綠色建筑施工管理理念,強化綠色施工布局管理。建筑工程管理作業須擬定相關管理方案,助推綠色施工管理措施發展,結合施工實際情況明晰各階段施工目標,完善綠色施工管理體系,對各環節的施工做好規劃管理;建立綠色施工管理標準,強化節能規劃,并將其應用到施工中。

(2)培養相關管理人才,發展綠色施工技術。企業在發展規劃中應貫徹可持續發展的觀念,培養擁有綠色理念的管理人員,培育施工環境中的綠色環保意識;施工單位要嚴格把關建筑原料的置辦與使用,避免不合規原料對施工人員身心健康和生態環境造成影響。

(3)建立健全綠色建筑施工管理相關規范與評價體系。盡管我國住建部已頒發部分綠色施工、綠色建筑管理辦法等相關規范,但不同地區的地理環境、人文因素的不同,提倡未來各地區根據自己實際情況頒發適應自己發展的施工管理規范;施工過程中涉及規劃、原料、施工工法、管理等各方面,需要多方面同心協力,在政府主導下建立綜合評價管理體系。