基于CiteSpace的被動式建筑研究文獻可視化分析*

陳冰 張敏

(河北經貿大學，河北 石家莊 050061)

0 引言

在我國大力推行“十四五”循環經濟發展規劃背景下，低碳、綠色、可持續發展成為我國建筑行業發展的重要指標。從國外相關研究可知，綠色低碳發展已成為全球的共同目標。被動式建筑是指將自然通風、自然采光、太陽能輻射和室內非供暖熱源等各種被動式節能手段與建筑圍護結構高效節能技術相結合而成的低能耗房屋建筑[1]。被動式建筑在國外起步較早，德國于1991年成功建造了世界上首座被動式建筑，引起了世界范圍內的巨大反響。此后，世界各地的被動式建筑相繼涌現。從國內相關研究可知，目前，我國被動式建筑發展仍處于瓶頸階段，建筑主要資源對外依存度較高，導致供需矛盾突出，大量生產、大量消耗、大量排放的建筑方式并未從根本上轉變。從長期發展觀點來看，大力發展被動式建筑的需求越來越迫切，且被動式建筑未來發展應用空間巨大。

本文以2000—2021年中國知網(CNKI)數據庫中檢索到的330篇被動式建筑相關文獻為研究對象，運用可視化分析軟件CiteSpace進行數據處理，以知識圖譜的方式展示目前國內外被動式建筑研究熱點，分析被動式建筑研究現狀與發展趨勢，旨在提升被動式建筑研究水平。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

CiteSpace軟件是基于Java語言開發的知識可視化分析軟件[2]。本文利用CiteSpace軟件，通過數理統計方法對檢索到的被動式建筑相關數據進行分析[3]，以全面了解目前國內外被動式建筑文獻研究與發展進程。

1.2 數據來源

為了更好地分析被動式建筑相關文獻特征，在中國知網高級檢索模式下，將檢索主題詞設置為“被動式”，以SCI、EI、CSCD、CSSCI等核心期刊進行檢索，檢索時間為2000—2021年，共得到789篇文獻。剔除與被動式建筑無關的文獻，最后得到330篇核心期刊文獻，以此作為本文研究數據。

2 被動式建筑研究文獻可視化分析

2.1 研究文獻數量分析

針對2000—2021年發表的被動式建筑文獻數量進行統計，結果如圖1所示。由圖1可知，2000—2009年，我國被動式建筑文獻發表處于沉寂階段，此時國內學者對被動式建筑研究較少，說明我國在此期間缺乏對被動式建筑的宣傳和推廣。2010—2021年，被動式建筑研究文獻發表數量明顯提升，尤其是在2015年，河北、山東等多個省份相繼頒布了被動式建筑相關節能標準，引起了相關領域專家學者的高度關注。從2015年開始，被動式建筑文獻發表數量呈現大幅增長，這說明在國家相關政策的支持下，國內學者加深了對被動式建筑的研究。2021年，被動式建筑文獻發表數量開始回落，原因有待考證。

圖1 2000—2021年被動式建筑研究發文數量

2.2 期刊分布分析

通過對被動式建筑發表文獻數據進行統計分析，得到被動式建筑發文期刊分布圖，如圖2所示。由圖2可以看出，《建筑科學》是被動式建筑的主要期刊發表平臺，發文數為84篇，占總發文數的25.45%；排名第二的是《建筑學報》，發文數為32篇，占總發文數的10.56%；排名第三的是《暖通空調》，發文數為28篇，占發文總數的9.24%。這三本期刊屬于建筑科學類核心期刊或國家級學術期刊，因此，大部分相關學者熱衷于在上述期刊發表論文。

圖2 被動式建筑發文期刊分布圖

通過對近幾年核心期刊發表的論文進行總結和分析發現，被動式建筑研究的關鍵點集中于超低能耗、新風系統、太陽能供熱以及可再生能源等，這些也是目前我國建筑行業的研究熱點。

2.3 研究作者分析

通過對330篇文獻作者進行分析發現，部分作者在被動式建筑領域發表了多篇論文。被動式建筑研究領域作者發文統計見表1。根據普萊斯定律[4]相關推論可知，某研究領域的核心作者論文發表數量應大于等于4篇。由表1可知，2000—2021年，有15名作者屬于被動式建筑研究領域的核心作者。其中，論文發表數量最多的是徐偉，共22篇，其主要研究領域為被動式建筑技術體系以及能源系統分析。由此可見，徐偉在被動式建筑、低能耗建筑方面研究水平較高。作者發文數量排名第二的是張時聰，發文數為12篇，其主要研究方向為現存被動式建筑案例分析與展望。

表1 被動式建筑研究領域作者發文統計

由表1可知，核心作者共發文117篇，占總發文數的35.5%，與普萊斯定律的“核心作者發文數應占發文總數的50%以上”仍有差距。由此可見，被動式建筑的研究發展空間巨大，應繼續深入探索與研究。

此外，本文針對作者之間的合作關系進行了分析，繪制了被動式建筑作者合作圖譜，如圖3所示。

圖3 被動式建筑作者合作圖譜

由圖3可知，發文量排名第一的作者徐偉與其他作者都有合作關系，說明徐偉在該領域的研究水平和成果得到多數學者的認可。圖中連線的深淺代表合作次數，由圖3可知，很多學者都在該研究領域多次合作。從離散程度來看，大部分研究學者之間聯系緊密，部分學者為自行研究。基于此，建議相關作者之間加強聯系，共同對被動式建筑相關問題及決策進行探討，以促進被動式建筑的高效、快速發展。

此外，本文對被動式建筑文獻作者進行了時區分析，被動式建筑研究作者時區分布圖如圖4所示。圖4中的作者年份為其首次發表相關文獻的時間。由圖4可知，2009—2018年，我國學者開始對被動式建筑進行研究并發表論文，但2018年至今，新增作者數明顯減少，說明在該領域新增研究人員速度放緩，但是否處于被動式建筑研究瓶頸期有待考證。

圖4 2000—2021年被動式建筑研究作者時區分布圖

2.4 關鍵詞分析

將330篇被動式建筑研究文獻導入CiteSpace軟件，時間間隔選擇為1年，研究類型選擇“Keyword”，得到被動式建筑研究文獻關鍵詞時間線分析圖譜，如圖5所示。

圖5中共有367個節點，表示包含了367個關鍵詞。關鍵詞是一篇論文的核心概況，通過關鍵詞分析可以對論文主題進行深入研究，而一篇論文中的多個關鍵詞之間會存在一定的聯系，這種聯系被稱為共現頻次。圖5右側的標號部分是關鍵詞聚類結果，本文選取前10個進行分析，將其劃分為兩大類：第一類為被動式建筑建造方向，主要包括被動式建筑建造時期的主要建造方式，如圍護結構、再生材料等；第二類為被動式建筑節能方向，主要包括零能耗節能方式、太陽能利用、熱回收方法等。從關鍵詞聚類可以看出，被動式建筑研究與綠色節能息息相關，從側面證明了我國對建筑環保的高度重視。

圖5 被動式建筑研究文獻關鍵詞時間線分析圖譜

被動式建筑研究文獻關鍵詞圖譜如圖6所示。由圖6可知，被動式建筑研究文獻關鍵詞節點共367個，連線共509條，密度為0.007 6。圖中節點大小代表關鍵詞頻次的高低，節點越大，說明頻次越高，而連線代表關鍵詞的聯系程度，連線越粗，說明關鍵詞聯系越緊密。由圖6可知，建筑節能、低能耗、太陽能、圍護結構等與其他關鍵詞之間連線較多，是被動式建筑相關文獻的核心詞匯。頻次大于5的關鍵詞進行統計，關鍵詞頻次及中心性見表2。

圖6 被動式建筑研究文獻關鍵詞圖譜

表2 關鍵詞頻次及中心性

從表2可以看出，被動式建筑文獻研究的關鍵詞為低能耗、建筑節能、零能耗、太陽能等，說明我國學者在這些方面已經進行了深入的研究，為未來被動式建筑發展方向提供了數據支撐。

3 被動式建筑研究現狀與發展趨勢

3.1 研究現狀

(1)被動式建筑研究正處于高速發展階段。被動式建筑研究文獻雖然在短時間內發文量較高，但由于發展時期較短，被動式建筑運營維護相關研究尚淺，因此，可借鑒國外相關領域研究成果，結合自身環境特點，探索符合我國國情的被動式建筑發展模式。

(2)政府支持力度不足。雖然目前政府對被動式建筑給予了重點關注，但支持力度不足，尤其是對被動式建筑全生命周期管理欠缺，導致整個建筑行業對被動式建筑的建造意愿不強。

(3)引入信息技術。對于被動式建筑的全生命周期而言，目前相關研究較為缺乏。可將BIM技術應用于被動式建筑，以提高建筑效率，節省建筑資源。

3.2 發展趨勢

從目前我國被動式建筑研究進程來看，2009—2011年是被動式建筑的理念認知階段，2011—2016年是被動式建筑的技術驗證階段，2017年至今是被動式建筑的高速發展階段。隨著國家相關政策扶持力度加大，無論是農村舊房改造還是城市被動式新房建設都處于蓬勃發展時期。隨著相關技術逐漸成熟，預計10年后我國被動式建筑將進入平穩發展階段。

4 結語

通過分析2000—2021年中國知網數據庫收錄的330篇被動式建筑相關文獻可知，我國被動式建筑正處于快速發展階段。近10年來，相關文獻發表量除2018年和2021年，每年都處于增長狀態。建筑節能和圍護結構等是目前被動式建筑的研究熱點，在我國“十四五”規劃背景下，發展空間巨大。但是，我國被動式建筑在經濟性、建材以及技術等方面還有待完善。此外，應針對南北不同地域氣候特點，制定有針對性的被動式建筑設計標準，探索適合我國國情的被動式建筑發展模式。