基于CiteSpace的被动式建筑研究文献可视化分析*

陈冰 张敏

(河北经贸大学，河北 石家庄 050061)

0 引言

在我国大力推行“十四五”循环经济发展规划背景下，低碳、绿色、可持续发展成为我国建筑行业发展的重要指标。从国外相关研究可知，绿色低碳发展已成为全球的共同目标。被动式建筑是指将自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源等各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合而成的低能耗房屋建筑[1]。被动式建筑在国外起步较早，德国于1991年成功建造了世界上首座被动式建筑，引起了世界范围内的巨大反响。此后，世界各地的被动式建筑相继涌现。从国内相关研究可知，目前，我国被动式建筑发展仍处于瓶颈阶段，建筑主要资源对外依存度较高，导致供需矛盾突出，大量生产、大量消耗、大量排放的建筑方式并未从根本上转变。从长期发展观点来看，大力发展被动式建筑的需求越来越迫切，且被动式建筑未来发展应用空间巨大。

本文以2000—2021年中国知网(CNKI)数据库中检索到的330篇被动式建筑相关文献为研究对象，运用可视化分析软件CiteSpace进行数据处理，以知识图谱的方式展示目前国内外被动式建筑研究热点，分析被动式建筑研究现状与发展趋势，旨在提升被动式建筑研究水平。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

CiteSpace软件是基于Java语言开发的知识可视化分析软件[2]。本文利用CiteSpace软件，通过数理统计方法对检索到的被动式建筑相关数据进行分析[3]，以全面了解目前国内外被动式建筑文献研究与发展进程。

1.2 数据来源

为了更好地分析被动式建筑相关文献特征，在中国知网高级检索模式下，将检索主题词设置为“被动式”，以SCI、EI、CSCD、CSSCI等核心期刊进行检索，检索时间为2000—2021年，共得到789篇文献。剔除与被动式建筑无关的文献，最后得到330篇核心期刊文献，以此作为本文研究数据。

2 被动式建筑研究文献可视化分析

2.1 研究文献数量分析

针对2000—2021年发表的被动式建筑文献数量进行统计，结果如图1所示。由图1可知，2000—2009年，我国被动式建筑文献发表处于沉寂阶段，此时国内学者对被动式建筑研究较少，说明我国在此期间缺乏对被动式建筑的宣传和推广。2010—2021年，被动式建筑研究文献发表数量明显提升，尤其是在2015年，河北、山东等多个省份相继颁布了被动式建筑相关节能标准，引起了相关领域专家学者的高度关注。从2015年开始，被动式建筑文献发表数量呈现大幅增长，这说明在国家相关政策的支持下，国内学者加深了对被动式建筑的研究。2021年，被动式建筑文献发表数量开始回落，原因有待考证。

图1 2000—2021年被动式建筑研究发文数量

2.2 期刊分布分析

通过对被动式建筑发表文献数据进行统计分析，得到被动式建筑发文期刊分布图，如图2所示。由图2可以看出，《建筑科学》是被动式建筑的主要期刊发表平台，发文数为84篇，占总发文数的25.45%；排名第二的是《建筑学报》，发文数为32篇，占总发文数的10.56%；排名第三的是《暖通空调》，发文数为28篇，占发文总数的9.24%。这三本期刊属于建筑科学类核心期刊或国家级学术期刊，因此，大部分相关学者热衷于在上述期刊发表论文。

图2 被动式建筑发文期刊分布图

通过对近几年核心期刊发表的论文进行总结和分析发现，被动式建筑研究的关键点集中于超低能耗、新风系统、太阳能供热以及可再生能源等，这些也是目前我国建筑行业的研究热点。

2.3 研究作者分析

通过对330篇文献作者进行分析发现，部分作者在被动式建筑领域发表了多篇论文。被动式建筑研究领域作者发文统计见表1。根据普莱斯定律[4]相关推论可知，某研究领域的核心作者论文发表数量应大于等于4篇。由表1可知，2000—2021年，有15名作者属于被动式建筑研究领域的核心作者。其中，论文发表数量最多的是徐伟，共22篇，其主要研究领域为被动式建筑技术体系以及能源系统分析。由此可见，徐伟在被动式建筑、低能耗建筑方面研究水平较高。作者发文数量排名第二的是张时聪，发文数为12篇，其主要研究方向为现存被动式建筑案例分析与展望。

表1 被动式建筑研究领域作者发文统计

由表1可知，核心作者共发文117篇，占总发文数的35.5%，与普莱斯定律的“核心作者发文数应占发文总数的50%以上”仍有差距。由此可见，被动式建筑的研究发展空间巨大，应继续深入探索与研究。

此外，本文针对作者之间的合作关系进行了分析，绘制了被动式建筑作者合作图谱，如图3所示。

图3 被动式建筑作者合作图谱

由图3可知，发文量排名第一的作者徐伟与其他作者都有合作关系，说明徐伟在该领域的研究水平和成果得到多数学者的认可。图中连线的深浅代表合作次数，由图3可知，很多学者都在该研究领域多次合作。从离散程度来看，大部分研究学者之间联系紧密，部分学者为自行研究。基于此，建议相关作者之间加强联系，共同对被动式建筑相关问题及决策进行探讨，以促进被动式建筑的高效、快速发展。

此外，本文对被动式建筑文献作者进行了时区分析，被动式建筑研究作者时区分布图如图4所示。图4中的作者年份为其首次发表相关文献的时间。由图4可知，2009—2018年，我国学者开始对被动式建筑进行研究并发表论文，但2018年至今，新增作者数明显减少，说明在该领域新增研究人员速度放缓，但是否处于被动式建筑研究瓶颈期有待考证。

图4 2000—2021年被动式建筑研究作者时区分布图

2.4 关键词分析

将330篇被动式建筑研究文献导入CiteSpace软件，时间间隔选择为1年，研究类型选择“Keyword”，得到被动式建筑研究文献关键词时间线分析图谱，如图5所示。

图5中共有367个节点，表示包含了367个关键词。关键词是一篇论文的核心概况，通过关键词分析可以对论文主题进行深入研究，而一篇论文中的多个关键词之间会存在一定的联系，这种联系被称为共现频次。图5右侧的标号部分是关键词聚类结果，本文选取前10个进行分析，将其划分为两大类：第一类为被动式建筑建造方向，主要包括被动式建筑建造时期的主要建造方式，如围护结构、再生材料等；第二类为被动式建筑节能方向，主要包括零能耗节能方式、太阳能利用、热回收方法等。从关键词聚类可以看出，被动式建筑研究与绿色节能息息相关，从侧面证明了我国对建筑环保的高度重视。

图5 被动式建筑研究文献关键词时间线分析图谱

被动式建筑研究文献关键词图谱如图6所示。由图6可知，被动式建筑研究文献关键词节点共367个，连线共509条，密度为0.007 6。图中节点大小代表关键词频次的高低，节点越大，说明频次越高，而连线代表关键词的联系程度，连线越粗，说明关键词联系越紧密。由图6可知，建筑节能、低能耗、太阳能、围护结构等与其他关键词之间连线较多，是被动式建筑相关文献的核心词汇。频次大于5的关键词进行统计，关键词频次及中心性见表2。

图6 被动式建筑研究文献关键词图谱

表2 关键词频次及中心性

从表2可以看出，被动式建筑文献研究的关键词为低能耗、建筑节能、零能耗、太阳能等，说明我国学者在这些方面已经进行了深入的研究，为未来被动式建筑发展方向提供了数据支撑。

3 被动式建筑研究现状与发展趋势

3.1 研究现状

(1)被动式建筑研究正处于高速发展阶段。被动式建筑研究文献虽然在短时间内发文量较高，但由于发展时期较短，被动式建筑运营维护相关研究尚浅，因此，可借鉴国外相关领域研究成果，结合自身环境特点，探索符合我国国情的被动式建筑发展模式。

(2)政府支持力度不足。虽然目前政府对被动式建筑给予了重点关注，但支持力度不足，尤其是对被动式建筑全生命周期管理欠缺，导致整个建筑行业对被动式建筑的建造意愿不强。

(3)引入信息技术。对于被动式建筑的全生命周期而言，目前相关研究较为缺乏。可将BIM技术应用于被动式建筑，以提高建筑效率，节省建筑资源。

3.2 发展趋势

从目前我国被动式建筑研究进程来看，2009—2011年是被动式建筑的理念认知阶段，2011—2016年是被动式建筑的技术验证阶段，2017年至今是被动式建筑的高速发展阶段。随着国家相关政策扶持力度加大，无论是农村旧房改造还是城市被动式新房建设都处于蓬勃发展时期。随着相关技术逐渐成熟，预计10年后我国被动式建筑将进入平稳发展阶段。

4 结语

通过分析2000—2021年中国知网数据库收录的330篇被动式建筑相关文献可知，我国被动式建筑正处于快速发展阶段。近10年来，相关文献发表量除2018年和2021年，每年都处于增长状态。建筑节能和围护结构等是目前被动式建筑的研究热点，在我国“十四五”规划背景下，发展空间巨大。但是，我国被动式建筑在经济性、建材以及技术等方面还有待完善。此外，应针对南北不同地域气候特点，制定有针对性的被动式建筑设计标准，探索适合我国国情的被动式建筑发展模式。