基于知识图谱的既有建筑节能改造研究热点与趋势分析.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 S1 期2023 年 7 月Vol.44 No.S1Jul.2023摘要：以CNKI数据库2002至2022年间收录的与既有建筑节能改造相关的284篇核心文献为研究对象，利用CiteSpace软件对该领域国内的研究热点、关键词共现、研究趋势进行可视化分析。研究结果表明：国内研究机构初步形成了较小团体的研究网络，但未形成大规模的研究团体；在研究热点方面，国内对节能改造研究的主体多为居住建筑和公共建筑，在工业建筑节能改造方面研究较少；研究内容主要体现在改造技术、风险、综合效益、成本等方面。研究趋势朝向智慧化节能改造，与BIM、区块链等信息化技术相结合。关键词：既有建筑；节能改造；CiteSpace；可视化分析中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）S1-0367-04DOI：10.14181/ki.1002-851x.2023S1367Research on Hotspots and Trends of Energy Saving Renovation of Existing Buildings Based on Knowledge GraphJIANG Yong，WEI Rong（College of Civil and Architectural Engineering，North China University of Science and Technology，Tangshan 063210，China）Abstract：Based on 284 core literatures related to energy efficiency renovation of existing buildings collected in CNKI database from 2002 to 2022，this paper uses CiteSpace software to visually analyze domestic research hotspots，keyword co-occurrence and research trends in this field.The results show that domestic research institutions have initially formed a research network of small groups，but have not formed a large-scale research group；In terms of research hotspots，the main body of energy saving renovation research in China is mostly residential buildings and public buildings，and there are few studies on energy saving renovation of industrial buildings.The contents of the research are mainly reflected in the aspects of transformation technology，risk，comprehensive benefit and cost.The research trend is toward intelligent energy-saving transformation，and it is combined with information technology such as BIM and blockchain.Keywords：existing building；energy-saving reconstruction；CiteSpace；visual analysis我国既有建筑大多数为高能耗建筑且存量大，在“双碳”目标下，对既有建筑节能改造是推动建筑业绿色高质量发展的必由之路，是实现建筑业减碳的重要路径。2022年，“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划 提出，要提高既有居住建筑节能水平，推动既有公共建筑节能绿色化改造。随着国家政策不断推行发展，既有建筑节能改造的“量”有了很大提升，但改造“质”的水平还有待提高，既有建筑节能改造的任务仍然任重道远。近年来，我国在既有建筑节能改造上有较快发展，并取得了一定的研究成果，但缺乏对该领域研究成果的系统性归纳和分析。为了全面认识国内近20年既有建筑节能改造现状、研究热点及趋势，有必要对既有建筑节能改造领域的文献进行可视化研究。因此，本文利用CiteSpace可视化软件对CNKI数据库中该领域的研究作者简介：蒋勇，硕士研究生，研究方向：土木工程管理。魏蓉，副教授，硕士生导师，研究方向：工程项目管理。基于知识图谱的既有建筑节能改造研究热点与趋势分析蒋勇，魏蓉（华北理工大学建筑工程学院，河北 唐山 063210）建 筑 经 济2023年368成果进行梳理，分析其研究进程，并结合当下经济社会和行业发展需求，提出研究展望。1研究方法与数据来源1.1研究方法本文采用定性与定量相结合的方法对国内既有建筑节能改造研究现状进行分析。在定性分析方面，通过对核心文献的内容、关键词等进行梳理，分析既有建筑节能改造领域的重要研究成果和研究趋势。在定量分析方面，借助CiteSpace软件，对关键词共现、关键词出现频次、中心度等进行可视化分析，得出既有建筑节能改造的研究热点。1.2数据来源在CNKI数据库中，将检索时间设定为2002年至2022年，检索的主题设置为“既有建筑”和“节能改造”。检索期刊选择北大核心、EI、SCI等核心期刊，然后对检索结果进行人工筛选，剔除学位论文、报纸、会议报告及无关文献，共筛选出284篇核心 文献。2研究结果分析2.1文献发表数量趋势分析文献的年发文量统计分析，可以反映该领域科学活动的热门程度和走势，代表科研的年度学术生产力水平。将文献按照发表年份进行统计，如图1所示。从图中可以看出，从2002年至2005年，我国既有建筑节能改造的研究处于起步阶段，核心发文量较少，每年不足5篇。2006年以后，发文量迅速上升，在2010年发文数为37篇达到最高点，这是因为这一时期，国家关于既有建筑节能改造的政策、标准不断出台，既有建筑节能改造走上了快速发展的道路。该时期的研究重点是对节能改造的技术、政策方面进行研究。2011年后，发文量开始下降，但经过一段时间后，每年发文量总体相对平稳。该阶段的研究开始由技术方面转向管理层面，主要集中在既有建筑节能改造项目的市场、风险、成本、综合效益等方面。最近3年受经济、房地产行情等不利因素影响，发文数量在10篇左右且呈现下降趋势，但随着经济、房地产预期的好转，国家支持性政策出台，对既有建筑节能改造的研究热度将会上升。2.2出版物来源分析对文献发表期刊统计如图2所示，暖通空调 是刊发既有建筑节能改造论文最多的期刊，总计48篇，其次分别是建筑科学 施工技术 建筑技术建筑经济 和 新型建筑材料，数量分别为27、21、20、15、15篇，排名前六的期刊发文数量共占总文献量 的51.4%。2.3研究机构共现分析通过对既有建筑节能改造领域的研究机构分析，可以知道该领域研究合作情况。从图3研究机构合作网络中可以发现，从研究机构属性分析，大部分研究机构为高等学校。图中节点越大表示该机构发文量越多，天津城建大学发文量最多有32篇，其次是西安建筑科技大学和天津大学各发文15篇。虽然天津城建大学发文量最多，但未与其它机构形成密切的合作网络关系，只是校内机构合作密切，与其它研究机构合作相对图1每年发文数量统计图2主要发文期刊统计图3研究机构合作网络图谱第 44 卷第 S1 期369比较独立。在图谱中天津大学处于整个网络的核心位置，其中心度为0.12，与北京交通大学、重庆大学和住房和城乡建设部等合作密切，形成了小规模的合作团体。总体来看各研究机构已经初步形成了较小的研究网络，但未形成大规模的研究团体，各研究机构应增加科研合作，共同推进我国既有建筑节能改造领域的 发展。3研究热点分析3.1高频关键词分析关键词通常可以反映文章的核心内容，通过关键词共现网络可以直观体现关键词出现的频次及中心度。在CiteSpace可视化软件中，将时间节点设置为一年，对关键词进行分析。图4关键词共现网络图谱中有382个网络节点，关系线565条，密度大小为0.0078，节点越大表示该关键词出现的频次越高。从表1分析可知，“节能改造”“既有建筑”“建筑节能”这三个关键词出现的频次最高，且中心度都大于0.1，说明此关键词是该领域的研究热点。“改造”“节能”“围护结构”“公共建筑”等关键词的中心度较低，说明既有建筑节能改造领域可能存在研究跨度不够的问题。3.2关键词聚类分析图5关键词时间线图谱的右侧是聚类结果，本文选取前八个聚类进行分析研究，通过关键词聚类分析，将聚类结果划分为两大类。第一类，由#0聚类“既有建筑”、2#聚类“改造”、5#聚类“空调系统”和6#聚类“能耗”组成。其主要研究节能改造技术、建筑碳减排、能耗模拟等。李铌等从建筑的围护结构和内部结构提出行之有效的节能改造技术。黄海峰和刘成刚对既有建筑给水系统节能改造进行研究，提出了节水、节能改造措施，并进行了技术评价。第二类，由1#聚类“节能改造”、3#聚类“建筑节能”、4#聚类“绿色建筑”和7#聚类“绿色改造”组成。其主要研究节能改造的效益评价、风险分担、市场发展等方面。陈立文等对既有建筑节能改造推广因素进行图4关键词共现网络图谱表1关键词出现频次及中心度序号关键词频次中心度1节能改造1240.412既有建筑820.543建筑节能240.154改造140.075节能140.046围护结构120.037公共建筑90.058能耗90.02图5关键词时间线图谱蒋勇，等基于知识图谱的既有建筑节能改造研究热点与趋势分析建 筑 经 济2023年370分析，认为政府激励监管力度和法律法规健全程度是最重要因素。4研究趋势分析将关键词作为分析节点，用CiteSpace软件中的Timeline View功能，绘制关键词时间线图谱如图5所示。通过关键词时间线图可以知道关键词在不同时间段出现的时间和相互关系（图6），可以揭示研究趋势。结合关键词突现分析图谱，可以将既有建筑节能改造分为三个研究阶段。第一阶段，2002年至2008年，突现词主要有建筑节能、既有建筑和建设部。表明从新世纪初期开始既有建筑节能改造研究逐渐受到关注，研究内容主要集中在改造技术、改造模式和改造标准制定等方面。2006年 绿色建筑评价标准 正式实施，这是我国第一部对绿色建筑评价的国家标准，标准的实施为既有建筑节能改造指明了方向。第二阶段，2009年至2013年，出现的突现词为节能效果、供热计量、围护结构和改造措施。表明此阶段节能改造研究更加注重改造的效果、改造质量和经济适用性，北方多数城市都开展了既有建筑节能改造示范工程，研究的主体多为居住建筑和公共建筑，对工业建筑的节能改造研究不足。在改造效益上多数研究的是经济效益和环境效益，周奇琛等利用De ST-h软件进行建筑能耗模拟，并利用财务评价的方法对既有建筑节能改造进行了经济性评价。第三阶段，2014年至2022年，突现词为绿色改造、演绎博弈、市场运行等，对于节能改造项目开始关注其风险，研究节能改造项目的风险共担机理。将改造项目推向市场化，引入PPP模式，研究在多方博弈视角下节能改造市场主体行为。既有建筑节能改造的研究趋势，将来在改造技术上融入BIM、区块链、GIS等信息化技术，可以更好地对节能改造进行全过程管理。关注农村居住建筑节能改造，近年来，节能改造项目多为城镇，对农村居住建筑节能改造研究力度不足，农村建筑节能改造步伐较为缓慢。在理论层面上，加大对节能改造项目的风险、市场、成本控制研究，探索更加低碳环保的改造 路径。5结论使用CiteSpace可视化分析软件基于知网数据库检索的284篇核心文献，绘制了研究机构合作网络图谱、关键词共现网络图谱、时间线图谱和突现分析图谱。对既有建筑节能改造的发文数量、出版物来源、研究机构、研究热点和研究趋势进行了分析。主要结论如下：（1）从文献统计结果来看，2006年至2010年，既有建筑节能改造领域的核心发文量呈现上升趋势，此后开始出现下降。（2）研究热点部分，主要体现在节能改造技术研发，对改造项目的效益、风险、市场环境等方面进行评价。（3）从研究趋势来看，研究节能改造项目市场潜力，扩大研究主体。融入信息化技术对改造技术和项目管理上提供支撑，完善节能改造项目效益评价体系。参考文献1 Chen C.CiteSpace II：Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literatureJ.Journal of the Association for Information Science and Technology，2006（3）：359-377.2 张腾飞.我国既有居住建筑节能改造形势探析J.四川建材，2023（2）：1-3.3 李铌，李亮，赵明桥，等.城市既有建筑节能改造关键技术研究J.湘潭大学自然科学学报，2009（3）：104-111.4 黄海峰，刘成刚.既有建筑给水系统节能改造研究J.中国给水排水，2009（22）：13-16.5 牛福新，倪龙，姚杨，等.既有建筑空调冷源蓄冷节能改造的经济优化J.暖通空调，2010（6）：32-35.6 陈立文，张孟佳，李素红，等.基于DEMATEL-ISM的既有建筑节能改造推广影响因素研究J.建筑经济，2022（1）：84-92.7 王鹏.既有公共建筑节能改造措施的经济性分析J.建筑经济，2013（6）：78-80.图6关键词突现分析图谱