基于CiteSpace的办公建筑照明领域研究特征分析

马秀峰 马俊榕 王立雄 / MA Xiufeng, MA Junrong, WANG Lixiong

引言

国内办公建筑照明内容的相关研究在更新进步。研究者在不同时期对办公照明领域进行了分析研究。罗涛等人介绍了模拟方法的研究框架及主要的数学模型对于指导办公建筑采光照明节能的设计与实践具有重要的作用（2017）；王飞翔等人探索了我国办公建筑照明能耗和节能水平的预估算,提出了用节能率对办公建筑进行横向对比（2014）；蔡丹丹等人确定了影响办公光环境舒适性的主观评价指标，运用层次分析法得出各因素对办公光环境舒适性的影响程度（2013）；肖辉等人提出通过数学公式的推导,求得相应的利用系数与办公建筑灯具安装位置及距高比的数学关系（2018）；任晓欣等人针对某办公建筑的单人及多人办公室进行了办公人员照明用电行为的调研以及照明能耗的实测，发现不同规模办公室的照明特征存在群集效应（2014）。然而，对于改革开放以来办公建筑照明的相关研究缺乏系统性的梳理，本文通过借助可视化软件对改革开放以来办公建筑照明研究特征进行图谱可视化，分析总结出该领域的学科特点及对未来研究轨迹进行预测。

1 研究方法

1.1 CiteSpace软件简介

CiteSpace软件是由美国陈超美团队利用JAVA编辑环境下开发出来的一款引文可视化分析软件。软件研究对象是某一领域学科知识，以图谱展现出学科主题之间的结构关系（陈悦 等，2015）。将样本输入到CiteSpace软件中，运算可得到关键词、主题、作者、共被引、突现度等可视化图谱。

1.2 样本提取

本研究选取中国知网（CNKI）学术期刊网络出版总库的来源期刊，设置检索时间期限为1978年至2018年，以“办公照明”为主题搜索，共检索到530 篇中文期刊论文（检索时间为2018年12月19日），去除会议通知、征稿启事、新闻报道等无效文章，最终得到527篇有效文献。将检索文献名称以Refworks 格式导出并用CiteSpace转换格式，再将文献导入CiteSpace进行科学知识图谱分析，设置时区分割为1年。

2 图谱分析

2.1 运算结果正确性检测

CiteSpace可视化软件的两个参数值可以评判知识图谱的合理程度（陈超美，2016），分别是模块参数Q（Modularity Q）和平均轮廓值S（Mean Silhouette）。其中，Q值越大，说明划分聚类出来的结构越清晰显著。在（0，1）区间内，当Q值＞0.3时，说明划分出来的结构是清晰显著的，具有可信价值；当S值＞0.5时，聚类一般被认为是合理的。本次聚类结果的Q值为0.5563，S值为0.5991，因此可以认为次聚类运算结果合理有效。

2.2 文献数量分析

通过从改革开放以来国内办公照明领域的期刊数量进行统计（图1），可以看出，整体文献数量从1979年起呈增长的趋势；从变化曲线可以大致分4个阶段：从1978年到1998年阶段，办公照明相关研究处于刚刚起步阶段，文献数量基本保持平衡；从1998年到2008年，研究突现成果较多，文献数量呈缓慢不稳定增长趋势；从2008年到2012年，研究成果突现很多，文献数量呈快速增长趋势；2012年到2018年，文献数量大致呈稳定状态，增长量或降低量稍有波动。

图1 1978～2018年办公照明领域文献数量

2.3 研究机构分布

将样本数据载入CiteSpace软件，选择“institution” 参数进行可视化分析，经过调整各项参数，优化后得到图谱（图2）。节点大小代表研究机构的成果数量，节点与节点之间的连线代表其合作研究的情况。运算后结果N=19，E=2，表明共生成19个节点，2条连接线。从发文数量上看（表1），改革开放以来，办公建筑照明领域发文量最多的机构是清华大学建筑学院，共发文7篇，其次是天津大学建筑学院5篇，广东工业大学、同济大学、中国建筑科学研究院等机构共发文4篇，表明这些机构在该领域的研究成果较多。从节点连接线数量来看，仅有清华大学建筑学院和中国建筑科学研究院有过合作，重庆大学城市建设与环境工程学院和重庆市建设技术发展中心有过合作，其他机构之间合作缺失。

表1 1978～2018年前5位发文量机构

图2 1978～2018年办公照明研究机构分布

2.4 关键词共现分析

关键词共现可以得出一个时间段内的研究关注热点（贾发现，2018）。可视化软件运算后，得到办公照明的共现图谱（图3）。运算后N=145，E=427，表示关键词共现图谱共生成145个主题节点，427条连接线。节点的大小代表关键词出现的次数，节点直径越大，表示次数越多。节点与节点的连线粗细代表了的该节点之间的共现频率，颜色代表了不同的时间年代区域。关键词的共现次数越多，表明在此时间段内热度越高。

图3 1978-2018年国内办公照明研究关键词共现图谱

从节点尺度可以看出，“办公建筑”“办公照明”“照明”“照明设计”“绿色建筑”“节能”“办公空间”“飞利浦”“LED”等关键词节点直径较大，共现频率较高，这反映了改革开放以来，这些关键词是办公照明领域的研究热点及主题，表明在这个时间段内，学者对办公照明的节能、设计及飞利浦照明和LED光源产品关注度较高，这与照明领域整体发展历史和全球能源危机、可持续发展理念的推进有关。从节点之前连线状态可以看出，节点与节点之间具有丰富的连接线，这表明该领域研究已经形成完整性较强的研究架构，且研究热点之间存在着紧密联系。

2.5 主题共被引分析

主题共被引分析能够反映一定时间阶段主题之间的引用关系和时间序列的发展关系。从整体时间序列（图4）可以看出，1978年到1998年第1阶段，“照度”“灯具人工照明”“间接照明”等关键词出现频率较高，表明该阶段对人工照明、灯具参数等技术性基础研究较广，这与照明领域发展初期的国情有关；1998年到2008年第2阶段，“办公建筑节能控制”“绿色照明”“节能管理”“控制系统”“办公空间”“中国照明学会”等关键词共现性较强，这表明学者在此时间阶段内已经开始注重办公空间的设计、照明能耗的节约、控制系统的提升，这与办公人员对办公空间功能性的需求、可持续发展理念的渗透、照明控制系统的完善具有很大关联性。学会出现的频率较高表明学会的影响力在这个时间段提升。2008年到2012年第3阶段，“LED”“照明设计”“照明设计师”“飞利浦照明”“智能控制”“智能照明”“采光”“遮阳构件”等关键词出现较多，表明LED新产品的出现被学者们关注，同时这一时间段学者们注重照明设计的研究，关注智慧照明的主题，同时探讨办公照明与采光的结合要素。2012年至今第4阶段，“人性化设计”“人行为”“节能减排”“能耗分析”“照明功率密度”“PWM调光”等关键词出现频次较多，说明自2012年以来，学者重点关注办公照明领域的人的行为、人性化设计方面，这与办公人员的心理、生理需求密切相关。

3 趋势预测

对2016～2018年的研究关键词共现统计分析（表2），结合办公建筑照明领域近40年的研究动态，可以推理出近期的研究热点，同时预测该领域的研究趋向，未来该领域研究应该重视以下几个方面（安传艳，2018）。

图4 1978～2018年国内办公照明研究关键词共被引图谱

3.1 继续挖掘照明节能的有效技术和措施，强调能量转化率的节能新概念

通过近3年关键词共现图谱可以看出，节能改造、能耗分析、照明节能、绿色建筑一直贯穿于近3年办公照明的研究领域中，这与科技工作者倡导绿色环保、可持续发展理念具有一定的关联性，传统的节能概念是减少能源消耗，新的节能概念是提高能源利用转化率。

3.2 加强人性化设计、办公行为对照明的需求方面的深度研究

以人为本的科学发展观影响了办公照明的研究趋势（斯塔玛蒂娜·拉西亚，2017）。办公照明注重人的行为需求，根据办公人员的生活习惯、生理结构、心理状态等特点，在满足原有照明功能性要求的基础上，注重人的生理需求和心理需求，达到精神层面的优化体验。

表2 2016～2018年关键词共现图谱

3.3 探讨智能化系统应用于办公照明设计的新方法

智能照明系统、智能化、智能控制等智慧照明主题的关键词在近3年出现频次较高。未来学者应该重点研究云技术、大数据、互联网+、物联网等新技术与办公照明结合，获取新的照明设计方法，以提高办公空间的光环境质量。

4 结语

利用CiteSpace软件对办公照明领域的样本期刊进行文献数量分析、研究机构分析、关键词共现分析、共被引分析等，对该领域的相关研究整理分析可总结如下：（1）办公照明研究从改革开放以来经历了研究起步阶段、缓慢发展阶段、快速发展阶段和稳定发展阶段共4个阶段。（2）该领域各研究主题之间存在密切联系，研究框架搭建完整，但研究机构之间合作较少，没有形成研究共识。（3）重视照明节能、绿色照明、节能改造等方面的探究，强调可持续发展理念。（4）新产品、新技术的开发成果驱动该领域研究，LED光源、飞利浦照明的出现被学者强烈关注。（5）研究对象向大数据、云技术、智能化方向拓展。（6）研究价值转向人性化设计、行为学，凸显以人为本，全面人文关怀的理念。

注释

① 一种基于网络的研究文献管理软件。

② 机构合作分析功能。