2003—2018年国内建筑室内照明研究特征与趋势——基于Citespace的可视化分析

马秀峰，马俊榕，王立雄，于 娟

(天津大学建筑学院，天津 300072)

引言

近年来，建筑室内照明领域相关研究成果不断涌现，研究人员从建筑化照明、健康照明、蓝光危害、工作学习效率、LED非视觉效应、照明设计等方面对建筑室内照明进行了深入研究[1-7]。然而，对于国内近几十年来建筑室内照明的相关研究，目前缺乏系统性的归纳。本文将针对2003—2018年这15年间建筑室内照明研究的研究成果，借助Citespace可视化分析软件，总结建筑室内照明领域研究的特征，并对该领域未来研究的趋势进行探究。

1 研究方法与样本提取

1)研究方法。传统文献综述通过人工阅览后梳理，伴随文献量的增加出现工作量大且效率不高的问题。本文以Citespace作为引文可视化分析软件，通过运算得出的知识图谱，将应用数学、信息科学、计算机科学等学科的理论与方法与文献计量中的引文分析、共现分析等方法相结合，运算出可视化图谱用于室内照明领域的学科分析[8]。

2)样本提取。本文选取CNKI中国学术期刊网络出版总库的来源期刊，设置检索时间期限为2003年至2018年，以“建筑”并且“室内照明”为主题搜索，共检索到1 650篇中文期刊论文(检索时间为2019年11月15日)，去除会议通知、征稿启事、新闻报道、人物访谈、论坛发言、时事评论、综述等无效文章[9]，最终得到1 437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 可视化分析结果

2.1 合理性检测

Citespace可视化软件的两个参数值可以评判知识图谱的正确性，分别是模块参数Q(ModularityQ)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，聚类一般认为是合理的[10]。本次聚类结果的Q值为0.5638，S值为0.5487，因此可以认为此次聚类运算结果合理有效。

2.2 主题及关键词共现共被引分析

可视化软件运算后，得到建筑室内照明研究关键词共现共被引图谱。运算后N=286，E=1 014，表示关键词共现图谱共生成286个主题节点，共有1 014条连接线。所有节点标注全部显示后，标注项将严重重合，无法获取信息，因此过滤掉共现频率较低的节点标注，优化后导出共现图谱如图1所示。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[11]。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1 2003—2018年国内室内照明理论研究关键词共被引网络图谱Fig.1 Key words co-citation network Atlas of domestic indoor lighting theory research from 2003 to 2018

从节点尺度可以看出，“室内照明”、“室内设计”、“照明”、“LED”、“灯光设计”等关键词节点直径较大，共现频率较高，证明2003—2018年这15年间，这些关键词是建筑室内照明领域的研究热点及主题，这表明在这个时间段内，学者对建筑室内照明的基础理论和设计较关注[12]。从节点之间连线状态可以看出，节点与节点之间都有连接线，且连接线比较复杂丰富，这表明室内照明研究领域基本形成基础研究构架，且研究热点之间存在紧密联系。从时间节点可以看出，2003—2006年“室内空间”、“灯具”、“显色性”、“色温”、“故障点”、“天然采光”、“白炽灯”等关键词出现频率较高，表明这一阶段对灯具参数及其影响因素的基础研究较广[13]，这是因为该阶段中国白炽灯年产量为1亿只以上大型企业约有10家，占行业总产量的70%以上，影响力较大，同时对白炽灯的色温、显色性研究较多[14]；2006—2012年“装饰”、“艺术照明”、“空间氛围”、“控制系统”、“智能控制”、“LED”、“Zigbee”、“半导体照明”等关键词共现性较强，这表明学者在此时间阶段注重室内空间环境的氛围营造，对于照明控制系统有较多研究成果，同时对LED新产品研究较多[15]。2012年至今，“办公建筑”、“酒店设计”、“图书馆”、“智能家居”、“人性化设计”、“可持续发展”等关键词出现较多，表明建筑室内照明研究区分不同建筑类型，同时对智慧照明、健康照明[16]、绿色照明领域的关注度较高，这与人们关注环境、注重健康、人本理念渗透有关。

2.3 关键词突发性探测分析

关键词突现度能够反映一段时间内影响力比较大的研究领域。在Citespace软件运算分析2003—2018年建筑室内照明相关文献后，得到前33个突现词，由图2可以看出，2006年以前的突现词有“眩光”、“灯具”、“人工光源”、“艺术”、“光线”、“照明质量”、“光源”、“环境”、“住宅”，从突现词可以看出该阶段以光源、灯具、控制眩光等照明基础领域研究为主[17]；2006年至2012年阶段的主要突现词有“设计师”、“模糊控制”、“LED”、“照明产品”、“半导体照明”、“LED照明”、“节能灯”、“照明设计师”、“Zigbee”、“室内照明”，可以看出，该阶段对LED光源、新产品的研究较多[18]。2012年后的突现词有“自然光”、“智能照明”、“灯光设计”、“可见光通信”、“办公建筑”、“智能家居”、“绿色建筑”、“室内光环境”、“室内设计”，表明该阶段注重智能家居、智能照明[19]、绿色建筑等方面的研究。

图2 2003—2018年建筑室内照明领域前33位突现关键词Fig.2 Keywords of indoor lighting with the strongest citation bursts from 2003 to 2018

从突现程度可以发现，“LED”的突现程度最高，突现度为14.4996，表明LED在室内照明研究中具有重大的研究意义[20]，这与高效蓝色发光二极管(LED)荣获诺贝尔物理学奖有关[21]；“室内设计”、“绿色建筑”、“照明产品”、“半导体照明”、“室内照明”、“智能照明”[22]等关键词的突现度都超过了4，表明这些主题是该阶段的研究前沿。从衰退周期上看，“环境”的衰退周期为7年，“眩光”、“光线”[23]、“LED照明”、“智能照明”的衰退周期为6年，这些关键词的衰退周期较长，表明其对室内照明领域的影响时间较长。

3 建筑室内照明研究趋势分析

根据2003—2018年建筑室内照明领域的研究情况，结合2015—2018年的研究主题共现图谱(图3)，未来建筑室内照明研究应重视以下方面。

1)强化ZigBee、BIM技术、脉冲宽度调制等技术和照明新产品的研究。通过图1～图3可以看出，在LED光源出现后，该关键词的突现度为14.499 6，照明领域出现了快速的发展；2014年ZigBee推出了3.0标准[24]，重新定义设备的命令和功能，使相关技术研究成为新热点；同时BIM技术[25]、DIALux模拟软件[26]、脉冲宽度调制技术等也为建筑室内照明领域注入了新动力。

图3 2015—2018年建筑室内照明主题共现图谱Fig.3 Topic co-occurrence map of indoor lighting from 2015 to 2018

2)重视健康照明、人性化设计[27]、热舒适性应用于照明设计的措施。从2015—2018年的关键词出现频次可以看出，对于视觉舒适度、人体健康指数等方面的关注度不断提高，这与人的需求提高具有一定的关联，同时与司辰视觉[28]的发现、非视觉效应的研究、光对生理节律的影响有关。此前室内照明的功能性受到较多的关注，而目前对于人体健康、主观评价与感受的关注度很高。

4 结语

通过Citespace软件对建筑室内照明研究的相关文献进行了共引分析、共词分析、聚类分析[29]，分析结果如下：第一，室内照明研究内容由单一向多元发展。室内照明除了基础理论研究，还有对照明质量、照明产品、智能照明、人性化照明、照明建筑技术[30]等方面的研究。第二，基于LED光源的新产品新技术对室内照明领域产生了深远影响。LED光源具有体积小、寿命长、可控性好、散热少等诸多优点，为解决很多照明技术问题提供了诸多可能性。第三，室内照明研究价值由技术向人文转变。从最初的照明设计、控制系统、亮度分布等技术性问题的解决，到功率密度、照明能耗[31]、绿色照明等领域的探究，再到人性化设计、健康照明等主题的研究，建筑室内照明研究逐步将人的感知、人性化设计[32]、主观评价等作为研究重点。