基于WoS的綠色建筑風險管理研究文獻計量分析

段永輝， 廉中秋， 郭一斌， 王 翔

(1. 河南工業大學 土木工程學院，河南 鄭州 450001；2. 鄭州航空工業管理學院 土木工程學院，河南 鄭州 450015)

全球變暖和能源危機一直是各國在發展過程中面臨的重大問題。建筑業占全社會能源消耗總量的38%，占溫室氣體排放總量的30%[1]，有效減少建筑行業的溫室氣體排放對于應對氣候變化至關重要。鑒于傳統建筑業發展模式環境成本過高，綠色建筑已成為建筑業轉型升級的必然選擇。

綠色建筑旨在處理人、建筑和自然之間的關系。綠色建筑被定義為在其生命周期內能夠最大限度節約資源(包括能源、土地、水、材料等)的建筑，從而保護環境，減少污染，為人們提供健康舒適的居住空間[2]。綠色建筑是建筑領域可持續發展的集中體現，是人類社會可持續發展的重要組成部分，自1990年初以來就引起了廣泛關注。迄今為止，綠色建筑已經取得了巨大進步，世界各地有數千座建筑被標記為“綠色”[3]。

為了幫助學者和相關從業者更深入地了解綠色建筑研究的現狀和未來趨勢，有必要對現有的研究成果進行系統的可視化分析。本文旨在回答以下問題：

(1)綠色建筑風險管理相關文獻自2007—2020年的產出趨勢如何？

(2)綠色建筑項目風險管理的研究現狀、研究熱點及前沿是什么？

(3)為促進綠色建筑發展趨于成熟化，基于以上結論對綠色建筑的發展有哪些建議？

鑒于此，本文基于2007—2020年WoS(Web of Science)核心數據庫的文獻，運用CiteSpace V知識圖譜軟件，基于文獻計量學的方法理論，利用可視化方式顯示出綠色建筑風險管理主題的發展趨勢，為對綠色建筑感興趣的從業者和學者提供初步指導，并為該領域后續研究提供參考和借鑒。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本研究選取WoS核心集合作為數據源，使用檢索代碼：TS=(“Green Building”和“risk”)，“TS”代表發表的主題。文章的時間跨度設置為“2007—2020”。利用WoS在線文檔信息管理系統輸出樣本大小為188篇期刊文獻(全記錄和被引文獻)，作為 CiteSpace V可視化分析的數據基礎。

1.2 研究方法

CiteSpace V是一款多變量、分時和動態引文可視化分析軟件，專注于在科學計量學、數據和信息可視化背景下分析科學文獻中包含的潛在知識。CiteSpace V是目前使用最廣泛的知識映射工具之一[4]。它使用時間序列動態圖來描述所考慮知識領域的宏觀結構及其后續發展。本文主要使用CiteSpace V分析綠色建筑風險管理主題從2007年至今的演變過程、知識結構、熱點問題和發展趨勢，開展動態多維的網絡分析。

本文主要應用文獻計量學的研究方法和CiteSpace V工具。文獻計量學是采用數學、統計學和文獻學的方法，借助文獻的各種特征數量，來評價和預測科學技術研究現狀和發展趨勢的學科，常采用定量方法并結合相關專業知識對某一領域的研究熱點和發展趨勢進行總結分析并使用CiteSpace V軟件繪制關鍵詞共現網絡圖、關鍵詞時間線演化視圖等，對綠色建筑風險管理研究進行可視化分析。

2 文獻時序分析

2007—2020年文獻時間分布及增加量統計如圖1所示。2007—2020年，文獻數量穩步增長，從4篇增加到近40篇，表明該期間關于綠色建筑風險管理研究的熱度不斷上升，引起了學者們的廣泛關注。2017—2020年，文獻數量進入了一個快速增長期，并于2019年發文量達到階段性高點。一方面是因為全球開始對建筑業造成的氣候變化和環境污染等問題的關注度增加；另一方面，隨著綠色建筑的推廣實踐，伴隨而來的建設風險作為又一波研究熱點激發了學者們的討論。由此得出結論，綠色建筑對于全球建筑行業變得越來越重要，節能減排和可持續發展等環保理念為綠色建筑的發展帶來了機遇和挑戰。

圖1 文獻時序分布

3 基于CiteSpace V的圖譜分析

本節主要從共被引文獻分析→關鍵詞分析→聚類分析→突現詞分析的路徑開展研究。

3.1 共被引文獻分析

高被引文獻是研究領域中被引用頻率相對較高的重要參考文獻，可以通過共被引文獻分析獲得。CiteSpace V將2007—2020年的時間線劃分為一系列時間段，每隔一年劃分一次。選取每個時間段引用頻率最高的前50篇文獻進行共引分析，生成共引網絡，如圖2所示。選擇網絡中共被引頻率最高的前10篇文獻進行重點分析，詳情見表1。

圖2 綠色建筑文獻共引網絡

表1共被引文獻的研究內容可分為以下兩類：

表1 綠色建筑學科十大常被共同引用的文獻

(1)綠色建筑可持續發展現狀分析。Zuo和Zhao[5]總結了現有的綠色建筑知識體系，認為現有研究主要集中在綠色建筑的環境方面；然而，可持續性的其他方面，如社會可持續性和文化可持續性，在很大程度上被忽視了。這一發現得到了其他文獻的支持，這些文獻指出建筑業缺乏指導和衡量社會可持續性的標準[6]。這表明，建筑可持續性思維仍然是由硬邊建筑(例如，材料、浪費、管理、自然資源使用、能源)主導的。

(2)綠色建筑項目風險因素分析。Yang等[7,8]以各利益相關者為視角，采用社會網絡分析(Social Network Analysis，SNA)法對風險進行評估和分析，提高他們對綠色建筑項目阻礙因素的感知、理解、評估和解決的能力，從而實現戰略風險管理。Hwang等[9～15]通過確定綠色建筑項目中成本、設計、質量、技術、合作、進度和安全等關鍵風險，制定風險管理策略，克服阻礙，促進綠色建筑的可持續發展。

3.2 關鍵詞分析

關鍵詞與文獻主題有著密切的關系，對關鍵詞的分析有助于識別綠色建筑研究的核心。本節運用 CiteSpace V對文獻關鍵詞中心度進行分析，可從定量和可視化的角度來定位綠色建筑研究熱點。默認參數節點類型為Keyword，設置Year Per- Slice的值為1。

圖3為從核心數據庫生成的關鍵詞共現網絡，節點表示綠色建筑某個研究熱點，節點大小代表熱點程度的高低(節點越大說明熱度越高，反之亦然)。為進一步了解綠色建筑領域研究熱點的分布狀況，本研究按年份和中心度將關鍵詞進行統計，見表2。

表2 關鍵詞中心度排序

圖3 關鍵詞共現網絡

2007—2012年，能耗、碳排放、土地使用、環境保護、氣候變化等主題的出現，符合綠色建筑的早期研究理念。隨著經濟社會的快速發展，能源短缺和環境惡化已成為當今社會人類面臨的兩大問題。建筑業是世界能源和礦石、木材等各種資源消耗的主要來源，也是環境污染的主要來源[16]。中國能源消費量居世界前列，建筑業能耗占全社會能耗的38%[17]。為了改變資源消耗高、環境污染大的現狀，迫切需要探索建筑業可持續發展模式，找到一條綠色、環保、可持續發展之路。屆時綠色建筑正在被越來越多的國家逐步推廣和實施，成為世界建筑業發展的主要方向。

2013—2017年，設計、成本、風險識別和風險管理等相繼成為研究熱點，這是綠色建筑進入成熟階段的主要表現。綠色建筑的推廣也面臨著一定的挑戰。越來越多的學者開始利用SNA等方法識別影響綠色建筑建設的關鍵因素，使用模糊決策實驗室法確定各影響因素之間的相關性并確定其權重，制定綠色建筑項目的管理框架，克服障礙構建完善的綠色建筑評價體系，為各利益相關者提供改進綠色建筑發展策略的途徑[7,8]。

2018—2020年，指標體系、選材、廢料處理和海綿城市等綠色建筑及基礎設施的出現，成為近3年的研究熱點，也即將成為近期綠色建筑的研究前沿。

3.3 聚類識別和分析

本節運用 CiteSpace V對文獻關鍵詞進行下一步分析，通過識別一組密切相關的關鍵詞，根據它們的互連性將其聚合成聚類，每個聚類代表不同的知識領域，同一聚類代表同一研究領域。團簇的相互作用可以反映它們的相關性[18]。CiteSpace V提供了三種不同類型的聚類標記提取算法，包括對數似然比(Log-Likelihood Ratio，LLR)、術語頻率-逆文檔頻率(Term Frequency-Inverse Document Frequency，TF-IDF)和互信息(Mutual Information，MI)等測試。本文采用CiteSpace V的默認算法LLR檢驗提取聚類標簽。圖4展示了CiteSpace V生成的集群。最大的簇數為0，最小的簇數為4。具體如表3所示，列出了最大的五個聚類，每個聚類的輪廓值大于0.8，表明結果是穩健和有意義的。

圖4 綠色建筑中的知識領域集群

表3 關鍵詞聚類信息(對數似然比LLR)

類#0的標題是“成本(cost)”，包括41篇代表文獻。該聚類主要討論了綠色建筑項目在設計、建造和運營過程中涉及的成本風險。解決綠色建筑“造價高”這一制約因素成為一個重要問題。該聚類研究重點聚焦于構建風險評價指標體系，運用模型將定性與定量方法相結合對關鍵風險進行評價，并針對“成本”這個最大的影響因素從來源層面和因素層面對其進行評價結果分析及建議。綠色建筑項目全過程成本風險的識別、評價與應對的關注度較高[19,20]，鮮有從增量成本的角度進行探究。增量成本產生增量效益，初期增加的成本可通過全壽命的運營期節省回來，使綠色建筑“物有所值”。未來可以從增量成本效益的角度進一步拓寬這個領域的研究范圍。

類#1的標題是“土地使用(land use)”，共36篇代表文獻。該聚類主要研究了城市化進程改變了土地利用格局所造成的問題，并努力減緩其影響。這些努力包括防止城市擴張和改變城市土地使用，以保護公民免受與環境有關的健康問題。不斷增長的人口和經濟發展推動著城市不斷擴張[21～25]。預測土地使用變化和城市增長，加強城市地下空間開發促進土地節約集約利用，這會成為未來的一個研究方向。

類#2的標題是“阻礙(barrier)”，包括31篇代表文獻。綠色建筑是節能環保的重要舉措，較一般建筑具有更大的風險性。該聚類主要討論了推廣和實踐綠色建筑面臨的眾多阻礙，需要制定相關舉措應對，從而激發綠色建筑可持續發展的潛力。風險的相互依賴關系對綠色建筑項目風險評價結果的準確性起著重要作用。而風險/約束因素之間的相互依賴性往往隨時間而變化。未來的研究需要基于動態風險網絡，通過使用動態方法(如系統動力學和復雜網絡)，更準確地進行風險評估。

類#3的標題是“可持續性(sustainability)”，包括23篇代表文獻。綠色建筑是建筑領域可持續發展的集中體現，也是人類社會可持續發展的重要組成部分。該聚類系統分析了綠色建筑的可持續發展過程，探究了綠色建筑可持續發展的驅動機理及策略。研究內容主要集中在綠色建筑的生態、環境可持續方面。綠色建筑社會參與程度與綠色建筑經濟價值是可持續發展路徑傳播的關鍵節點。未來，綠色建筑應多強調其它可持續性維度，尤其是社會和經濟可持續性。

類#4的標題是“氣候變化(climate change)”，包括21篇代表文獻。工業革命以來，高碳排放的城市發展模式是導致氣候變化的主要原因。低碳城市的建設已經成為應對氣候變化以及全球變暖的重要策略。該聚類主要研究重點是預測氣候變化以及評估氣候變化對建筑項目的潛在影響。氣候變化為促進城市綠色建設提供了機會，未來有望建立一套適合我國國情的低碳城市指標體系，引領我國的低碳城市建設，改善氣候變化。

3.4 關鍵詞突現網絡分析

目前，使用CiteSpaceV識別具有強突發的關鍵詞對文獻的計量分析非常重要[26]。如果某一關鍵詞在一定時期內頻繁出現，該關鍵詞將被認為具有強烈爆發的突現詞。強爆發的節點表明這些關鍵詞在相應時期內受到了特別的關注，這可以在一定程度上顯示該學科的前沿和熱點[27]。根據CiteSpace V現有的功能，對突現詞按開始時間進行排序，如表4所示。

(1)強度最強的突現詞：評價體系(system)

由表4可知，突現詞“評價體系(system)”的突現區間是2018—2020年。評價體系可能包含一組不同的評價項目，以評估建筑項目的可持續性水平。全球使用的評價工具包括美國的LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)系統、英國的BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)系統以及中國的CGBL(Chinese Green Building Logo)系統[28～30]。2018—2020年，許多研究者對現有的綠色建筑評價體系中各指標的影響關系及其重要性進行了探索。Shao等[31]應用決策試算實驗室與分析網絡過程(Dematel-based Analytic Network Process，DANP)方法相結合的混合模型，建立了評價系統間的影響網絡關系圖(Influence Network Relationship Diagram，INRM)，并推導了評價指標權重。結果表明，室內環境、材料和智能設施是綠色建筑評價的三大關鍵因素。Liu等[32]建立了綠色建筑評價指標體系，利用決策試驗與評價實驗室(Decision-making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL)技術，確定指標之間的影響關系，應用一種新的基于最佳最差法(Best-Worst Method，BWM)的分析網絡過程(Analytic Network Process，ANP)模型來確定指標的影響權重。結果表明，排在前五位的指標都在減少廢物和節能兩個維度內。在今后的研究中應更加注重評價指標的完善(綠色建筑評價體系中關于社會和經濟方面的指標設定)及對不同地域的分類討論，使綠色建筑評價體系更為科學、全面。

表4 2012—2020年綠色建筑關鍵詞突現

(2)持續時間最長的突現詞：可持續建筑(sustainable construction)

突現詞“可持續建筑(sustainable construction)”的突現區間是2017—2020年。它是持續時間最長的突現詞。可持續建筑指以可持續發展觀規劃的建筑，內容包括從建筑材料、建筑物、城市區域規模大小等，到與這些有關的功能性、經濟性、社會文化和生態因素。關于建筑業可持續性研究綜述中指出現有的研究主要集中在綠色建筑的環境方面[6]。“社會可持續性”代表“最弱”維度，是可持續建筑研究和實踐中的第二考慮因素[33,34]。這表明，建筑可持續性的風險仍然是由材料、浪費、管理、自然資源使用和能源等主導的。Udomsap和Hallinger[34]指出，替代材料、可持續建筑管理、回收和減少廢物以及社會可持續性是可持續建筑風險管理中的四大主要研究領域。

(3)出現時間最晚的突現詞：綠色建筑性能(performance)

熱點詞“綠色建筑性能(performance)”的突現區間是2018—2020年。隨著綠色建筑迅速發展，越來越多的學者開始關注綠色建筑的實際性能。Geng等[35]從能耗、室內環境質量(Indoor Environmental Quality，IEQ)和居住者滿意度三個方面對已發表的關于綠色建筑使用后性能的研究進行綜述。研究表明：1)同等條件下，綠色建筑的能源性能總體上優于傳統建筑；2)設計能耗與運行能耗存在較大差距，大量綠色建筑節能效果低于預期；3)實際能耗與綠色建筑認證等級之間沒有明顯關系；4)各國綠色建筑設計標準和運營模式存在差異，導致各國綠色建筑實際IEQ狀況不具有可比性；5)綠色建筑的住戶滿意度普遍高于傳統建筑。此外，本研究在綠色建筑使用后評價領域提出了兩個值得進一步研究的領域，包括新的數據采集技術和綜合層面(能源與IEQ優化結合)的性能優化。未來的研究將進行入住后評估，同時考慮到居住者的工作效率和健康狀況，調查各種類型綠色建筑的實際性能，確定影響實際性能的風險因素，并將能源效率轉化為成本節約。通過對影響綠色建筑實際性能的風險因素進行控制，使綠色建筑的效益更具說服力。

4 結 論

通過對文獻統計分析發現，國外以綠色建筑風險管理為主題的文獻研究經歷了兩個階段：2007—2017年，文獻數量經歷了10年的緩慢增長期；2017—2020年，文獻數量又呈現階梯式增長的趨勢，代表該主題再次成為建筑領域重要的研究熱點。

對綠色建筑風險管理研究熱點分析，發現以下三個重要結論：(1)關鍵詞：碳排放、土地使用、空氣污染、氣候變化，呈現出較強的中心度；(2)關鍵詞聚類：成本、土地使用、阻礙、可持續發展、氣候變化，涵蓋綠色建筑項目風險管理研究的大多數領域；(3)關鍵詞突現：評級系統為強度最強的突現詞、可持續建筑為持續時間最長的突現詞、綠色建筑性能為最新的突現詞。

為促進綠色建筑風險管理趨于成熟化，本文將提出以下建議使理論真正指導實踐：(1)綠色建筑評價體系的創新和應用值得探索；(2)綠色建筑的可持續發展研究仍將是熱點，可持續建筑的替代材料/建筑材料選擇、增量成本效益和成本節約將是推動綠色建筑可持續發展的一個前沿研究方向；(3)綠色建筑的性能評價與優化問題需要進一步研究。