基于CiteSpace的绿色建筑施工管理文献计量分析与展望

艾长芹,邵志国,3,于德湖

(青岛理工大学 1.管理工程学院;2.土木工程学院;3.智慧城市建设管理研究中心,山东 青岛 266520)

建筑业碳排放巨大,是全球碳减排的主要研究内容[1]。当前,中国建筑碳排放总量整体呈现增长趋势,未来伴随城镇化和经济水平的提升,减排潜力巨大,因此发展绿色建筑尤为重要。与一般建筑相比,绿色建筑的各个环节都融入了绿色理念,已形成集绿色建筑规划、新型建材应用、绿色施工、绿色建筑营运、废旧建筑回收利用等为一体的闭环模式供应链。以节能、低碳、可持续发展等为理念的绿色建筑施工已然成为行业变革的发展趋势。因此,必须运用建筑工程绿色施工和规范严谨的管理方案,减少能源损耗,落实生态环保和资源集约政策,改善人民生活环境。

住房和城乡建设部于2014年10月发布的《建筑工程绿色施工规范》总结了建筑工程施工方法和经验,大力推进绿色施工[2]。截至2019年底,各省市累计建造绿色建筑面积超50亿平方米,2019年当年占城镇新建建筑比例达65%,到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%[3]。目前,我国绿色施工仍然存在诸多问题。建造过程中面临居民的环保意识比较薄弱、利益驱动导致绿色施工难以执行、施工技术水平和管理机制落后等问题。

我国绿色建筑尽管起步略迟,但成长较快,逐步构建出目标明确、配套政策完备、管理规范的体系,居住建筑的健康性能不断提高。在绿色住宅广泛普及、绿色施工管理实施的背景下,系统分析当前绿色建筑施工研究的重点,为未来研究提供参考尤为重要。因此,本文运用CiteSpace软件,系统分析绿色建筑施工管理的相关文献,绘制相关领域的知识图谱,并对该领域的研究进展进行可视化总结[4],更直观地了解绿色建筑施工管理发展历程及趋势。

1 文献来源与研究工具

本文文献来源于中国知网数据库。为确保原始数据的可靠性,使用中国知网中的高级检索,检索条件:主题=绿色建筑或含绿色建造,且含,主题=施工管理为检索条件并且时间跨度=2010-01-01至2022-05-31,获得相关文献1462篇,进一步剔除行业资讯、新闻等不相关文献,最终获得1014篇文献用于本次研究。在CiteSpace功能界面中进行数据预处理得到后续阐述元数据。

文献计量学是由统计学、数学、文献学等学科组成的综合性知识体系,其强调量化分析,帮助学者挖掘潜在的价值信息,预测研究领域未来的发展趋势[5]。本文利用CiteSpace(V.5.8.R1)软件绘制作者、机构、关键词等相关知识图谱,使用关键路径算法展开绿色建筑施工管理的分析,图谱节点强度默认余弦函数进行分析。本文使用绿色建筑施工管理领域的知识图谱描述此类研究的现状、热点和发展趋势[6]。

2 文献数量、作者与机构分析

2.1 发文数量基本情况分析

本研究共检索分析1014篇有效文献,得到2010—2022年国内绿色建筑施工管理的文献数量变化统计图,如图1所示。该曲线显示累计文献数量,柱状图则表示每年公布的发文量,年平均发文量约为83篇。

图1 2010—2022年绿色建筑施工管理研究文献数量统计

统计结果表明:我国绿色建筑施工管理研究文献的发表数量总体呈递增趋势;2010—2013年国内绿色建筑步入起步发展时段,也逐渐意识到绿色建筑施工管理的重要性,文献数量逐年增多,但总发文量不足100篇;2014—2018年,研究文献数量进一步增多,且发文数量呈现出逐年递增的快速发展态势;2019—2022年,发文数量小幅度下滑后增多。此趋势与我国发布的相关政策密不可分。2010年我国启动了《绿色办公建筑评价标准》纲要编制工作,政府出台了一系列相关的方针、导则和律例以此助推绿色建筑发展。住房城乡建设部在2014年发布《建筑工程绿色施工规范》和2015年政协十二届全国委员会第三次会议上提议推进新型城乡化建设,积极推动被动式节能建筑发展、着力构建绿色建筑产业链[7]。2020年肆虐的新冠疫情延误施工进度造成人材机等耗费,表明绿色建筑应对突发状况的能力不足和防控措施缺失,这也敦促着绿色建筑施工管理工作的革新,预示着绿色建筑施工管理在建筑业中的全面应用[8]。

2.2 作者分析

研究作者合作网络知识图谱可以反映研究领域的核心作者、协作力度,直观展现各研究者间的相互联系[9]。在CiteSpace软件中导入1014篇文献,节点类型选择为作者,研究时间为2010—2022年,一般作者间联系不甚紧密,故不采用任何算法进行剪裁,生成作者共现图谱,如图2所示。作者发文量靠前的统计表,如表1所示。

图2 作者合作网络知识图谱

图2中,网络节点数为327个,连接数为90条,作者节点数远超于作者间连线的数量,说明该领域虽然研究者数量众多,但作者间的合作关系非常稀疏。图谱上仍有相对分散的小网络,作者抱团协作显著,如张献珠、雷得义、武亚辉、唐明、孙梦琪团队与林光明、谭名燕、何中豪、何海波、邓云彬团队还有雷晓勤、吴鹏、周佳军、张振兴、龙叶天团队都分别组成了独立的5人学术团队,各节点之间联系密切。然而,各团队间缺乏沟通与合作,作者间也未组成有规模的网络。表1列举了发文数量靠前18位作者,其中最高产的作者是王清勤,发文数量为4篇,另外还有许多作者发文量都在1篇及以下,说明绿色建筑施工管理领域团队协作研究较为松散。

2.3 机构分析

运行CiteSpace软件,节点类型选择机构,同样不采用任何算法进行剪裁,其他选项取系统中的默认值,得到机构发文量统计表和共现知识图谱,如表2和图3所示。

表2 主要机构发文数量统计表

图3 机构共现知识图谱

在图3中,网络节点数为289个,连接数为35条,中心度为0.0008,发现相关机构之间合作不紧密。对比发文量和中心度,研究数量较多的机构有中国建筑科学研究院(9篇)、中国建筑第七工程有限公司(7篇)、中国建筑第二工程局有限公司(5篇)、重庆大学(4篇)。结合表2和图3可知,绿色建筑施工管理研究机构以公司为主,次级机构主要是研究院和高校。从图3中机构间的共现情况来看,目前绿色建筑施工管理研究机构之间的合作网络密度较低,说明研究机构间的合作不紧密,各研究机构多独立开展,尚未形成规模化的网络结构,跨地区交流、协作欠缺,不利于该领域的研究。

3 研究热点分析

3.1 关键词共现分析

3.1.1 高频关键词确定

从表3中可以看出2010—2022年间绿色建筑施工管理研究文献中关键词共现频次最高的是绿色建筑,高达343次,施工管理次之(270次)。“绿色建筑”“施工管理”是本文检索词,所以共现频次的显示可能会受到影响。此外,绿色施工、建筑工程、绿色施工管理、施工技术、绿色节能、可持续发展、环境保护等都是多年来绿色建筑施工管理的重点领域。

表3 关键词中介中心性和共现频次统计表

3.1.2 关键词可视化分析

为进一步了解该领域研究热点的分布状况,在CiteSpace中参数勾选“Keyword”,选择“Pathfinder”“Pruning Sliced Networks”和“Pruning the Merged Network”算法进行剪裁,筛选掉一些不关键的网络和边缘化的结构,生成关键词图谱,如图4所示。

结合表3和图4可知,网络图包含443个研究热点和905条连线,网络密度为0.0152,我国绿色建筑施工管理研究重点集中在BIM技术,说明BIM技术不仅应用于绿色建筑设计阶段,还着重于建立虚拟的可视化作业环境,使用数据信息对施工过程进行交互式技术指导和模拟,并利用网络的实时反馈进行更新[12]。“绿色节能”同样是高频关键词,这意味着随着能源短缺和低碳环保理念的推进,建筑工程需要节能环保,新型绿色节能技术不仅可以减少污染和资源浪费,还可提高建筑施工质量。除此以外,管理创新及策略也是值得关注的关键词,说明研究者对绿色建筑施工过程中发生的突发事故或风险给予相应的对策,企业不断地积极开发和引进人才、加强绿色建材的应用和制定合理规范的方案,实施绿色施工理念的管理模式。

图4 关键词共现知识图谱

在表3中,中介中心性较大的是“绿色施工”“施工技术”和“环境保护”,分别为“0.49”“0.49”“0.45”,说明这三个节点是网络图谱中最重要的节点,在该研究领域中具有导向性。“建筑施工”(0.44)“绿色节能”(0.37)“绿色建筑”(0.35)“施工管理”(0.33)是该网络图谱次级重要节点。在实施绿色建筑施工管理的过程中,可以建立长期发展的体系,减少环境污染,绿色施工理念至关重要。

3.2 关键词聚类分析

本文采用对数似然比算法检验提取的关键词聚类标签,如图5和表4所示。

图5 关键词聚类图谱

表4 关键词聚类信息表

在图5中,每个关键词聚类单元Size>20,图谱的模块值为0.8781,平均轮廓值为0.978,说明聚类效果均较好。本文总结最大的6个集群进行分析,分别是绿色施工(#0)、建筑施工(#1)、管理理念(#2)、绿色建筑施工管理(#3)、绿色建筑(#4)、绿色建筑工程(#5),展现该领域的前沿发展。

聚类#0“绿色施工”。该聚类标签的研究范畴是绿色施工,在保证质量和安全的前提下,从绿色化建造的角度对传统施工技术进行检查和改造,注重观念的转换,通过科学管理和技术进步,尽可能整合资源和减少生态破坏。绿色建筑投资决策、区域规划、招投标等都要考虑绿色施工的规定,这为绿色施工过程创新管理提供了参考[13],明晰了技术革新方向。

聚类#1“建筑施工”。建筑施工中的一大通病是给环境造成的污染和危害。“可持续发展、环境保护”是21世纪社会发展的主旋律,需从建筑污染源入手,减少和消除施工污染,实行环境友好型与资源利用集约化的绿色建筑施工[14]。环境监管难度大,节能减排、低碳生活刻不容缓,必须树立绿色发展理念和节能理念,优化整合建筑资源,拟定相应的建筑设计方案,最大限度地减少能源消耗,实现可持续发展。逐步推动建筑工程向资源节约型方向发展。

聚类#2“管理理念”。在绿色施工过程中,企业要深刻领会加强绿色建筑的重要性,自觉将文明施工、规范化管理渗透到施工现场,优化完善施工管理体系,进一步促进施工现场科学化管理,确保建造绿色建筑的品质。贯彻落实绿色施工管理理念,保障绿色建筑施工有序、安全、有效实施。

聚类#3“绿色建筑施工管理”。伴随着经济发展绿色建筑与日俱增,但建设过程过快,因此存在许多不完善和需要改进的地方,其中最重要的是绿色建筑施工管理。大量建筑材料和新工艺将用于绿色建筑,建立高效的成本管理体系,可显著降低建造成本。为提高项目的经济收益和建造效益,构建较为成熟的绿色施工管理体系,将成本控制理念相融于绿色施工的各环节。

聚类#4“绿色建筑”。在绿色建筑理念下,绿色施工管理、绿色施工技术将是今后施工的发展路径。绿色建筑施工管理在整个施工过程中更是不可或缺的,对建筑企业的要求也是非常高的。而绿色施工管理与技术又有着紧密的联系,二者相辅相成、缺一不可。建筑企业要明确施工管理的重点,妥善处理施工中各项工作,确保施工进度的同时提升效益。

聚类#5“绿色建筑工程”。绿色施工身为建筑全生命周期的关键阶段,是落实资源集约和节能低碳的重要环节。建筑业大力发展绿色建筑工程,恪守文明施工管理原则,建立施工评价体系,及早处理施工中存在的问题,更全面地对绿色施工过程进行评价和管理。这使得我国整个建筑行业摆脱了粗放式的高成本、高污染运作模式。

3.3 研究趋势分析

突现值可直观展现某一领域的研究呈现出由宏观到微观、由单一到多元的演变趋势。一个变量的值在短时间内激增成为学者关注热点,并预测关键技术接续发展的态势。为进一步研究绿色建筑施工管理的发展趋势,本节运用CiteSpace下的“Burstness”识别最具强突发的关键词进行分析,得到突现强度Top10的关键词,如图6所示。

图6 关键词突现视图

由图6可知,关键词突现视图包含突现词、突现强度和突现词起止时间等信息[15]。绿色建筑施工管理早期研究重点是“绿色理念”(强影响年份为2010—2014年)、“可持续发展”(强影响年份为2011—2015年),且绿色理念突现强度最高(4.04),说明早期绿色建筑施工管理研究重点多集中在理论层面,逐步完善政策体系、健全激励机制。“施工建筑”(强影响年份为2013—2015年)、《绿色建筑评价标准》(强影响年份为2015—2016年)、“评价标准”(强影响年份为2015年)、建筑施工管理(强影响年份为2017年)在绿色建筑施工管理研究方面影响较大,这段时间绿色评价标准融合到施工管理中,促使绿色理念逐步贯穿到施工阶段。自2019、2020、2021年分别开始出现突现“BIM技术”“工程管理”和“建筑工程”,由此可见,BIM技术可以提高管理效率,优化管理方式,使项目管理人员能够做出有效决策和精细化管理,有效保证工程建设的顺利发展。2015之后,“管理理念”研究逐渐发展起来,引起众多学者的关注。目前,中国建筑科学院、中国工程建设协会、重庆大学等研究院将可持续发展、以人为本、健康节能、BIM技术、装配式建筑等的理念运用到建筑工程项目实践中。绿色施工管理是一种蓬勃发展的环保型举措,尤其是BIM技术的创新应用,保障建筑业的可持续发展。

4 结论与展望

4.1 结论

本文使用CiteSpace软件对绿色建筑施工管理相关知识图谱进行分析,更直观地展现当前研究现状和趋势,得出以下结论。

(1)我国绿色建筑施工管理相关研究于2004年逐步展开,文章发文量在近几年呈现出较快增长的势头,研究热潮持续递增,表明该领域学者愈发关注相关主题研究。

(2)绿色建筑施工管理相关热门课题研究历经了三个阶段:孕育阶段(2010—2013年),此阶段发文量较少,研究热点词有绿色理念、可持续发展、施工建筑、管理体系;成长阶段(2014—2018年),此阶段发文量逐渐增多,评价标准、建筑施工管理、建筑施工、绿色建筑施工成为此阶段的高频关键词;发展阶段(2019—2022年),此阶段发文量小幅度下滑后快速增长,研究重点集中在BIM技术、工程管理、建筑工程、管理创新等多个主题词,研究范畴愈加广泛,研究主题愈加细致。

(3)绿色建筑施工管理的研究热度和重要性已被众多学者关注,但高品质文章发表较少,机构和作者之间的协作不甚紧密,主要集中在公司、研究院和部分高校,缺乏全面且有深度的论文,该领域文章总体质量和影响力不足,尚待提升。

(4)绿色理念、建筑施工管理、BIM技术等关键的技术领域代表了绿色建筑在工程管理应用的重要方面,受到广泛关注,并成为极具影响力的前沿热点。近几年的突发性关键词是具有连续性的,BIM技术应用、绿色施工管理、建筑工程是值得特别关注的技术分支,其有能力在未来几年继续成为研究热点。

4.2 展望

未来对绿色建筑施工管理的研究重点将会在上述基础上延续进行,本文提出未来研究方向如下。

(1)革新绿色建筑施工管理理念,强化绿色施工布局管理。建筑工程管理作业须拟定相关管理方案,助推绿色施工管理措施发展,结合施工实际情况明晰各阶段施工目标,完善绿色施工管理体系,对各环节的施工做好规划管理;建立绿色施工管理标准,强化节能规划,并将其应用到施工中。

(2)培养相关管理人才,发展绿色施工技术。企业在发展规划中应贯彻可持续发展的观念,培养拥有绿色理念的管理人员,培育施工环境中的绿色环保意识;施工单位要严格把关建筑原料的置办与使用,避免不合规原料对施工人员身心健康和生态环境造成影响。

(3)建立健全绿色建筑施工管理相关规范与评价体系。尽管我国住建部已颁发部分绿色施工、绿色建筑管理办法等相关规范,但不同地区的地理环境、人文因素的不同,提倡未来各地区根据自己实际情况颁发适应自己发展的施工管理规范;施工过程中涉及规划、原料、施工工法、管理等各方面,需要多方面同心协力,在政府主导下建立综合评价管理体系。