基于WoS的绿色建筑风险管理研究文献计量分析

段永辉， 廉中秋， 郭一斌， 王 翔

(1. 河南工业大学 土木工程学院，河南 郑州 450001；2. 郑州航空工业管理学院 土木工程学院，河南 郑州 450015)

全球变暖和能源危机一直是各国在发展过程中面临的重大问题。建筑业占全社会能源消耗总量的38%，占温室气体排放总量的30%[1]，有效减少建筑行业的温室气体排放对于应对气候变化至关重要。鉴于传统建筑业发展模式环境成本过高，绿色建筑已成为建筑业转型升级的必然选择。

绿色建筑旨在处理人、建筑和自然之间的关系。绿色建筑被定义为在其生命周期内能够最大限度节约资源(包括能源、土地、水、材料等)的建筑，从而保护环境，减少污染，为人们提供健康舒适的居住空间[2]。绿色建筑是建筑领域可持续发展的集中体现，是人类社会可持续发展的重要组成部分，自1990年初以来就引起了广泛关注。迄今为止，绿色建筑已经取得了巨大进步，世界各地有数千座建筑被标记为“绿色”[3]。

为了帮助学者和相关从业者更深入地了解绿色建筑研究的现状和未来趋势，有必要对现有的研究成果进行系统的可视化分析。本文旨在回答以下问题：

(1)绿色建筑风险管理相关文献自2007—2020年的产出趋势如何？

(2)绿色建筑项目风险管理的研究现状、研究热点及前沿是什么？

(3)为促进绿色建筑发展趋于成熟化，基于以上结论对绿色建筑的发展有哪些建议？

鉴于此，本文基于2007—2020年WoS(Web of Science)核心数据库的文献，运用CiteSpace V知识图谱软件，基于文献计量学的方法理论，利用可视化方式显示出绿色建筑风险管理主题的发展趋势，为对绿色建筑感兴趣的从业者和学者提供初步指导，并为该领域后续研究提供参考和借鉴。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本研究选取WoS核心集合作为数据源，使用检索代码：TS=(“Green Building”和“risk”)，“TS”代表发表的主题。文章的时间跨度设置为“2007—2020”。利用WoS在线文档信息管理系统输出样本大小为188篇期刊文献(全记录和被引文献)，作为 CiteSpace V可视化分析的数据基础。

1.2 研究方法

CiteSpace V是一款多变量、分时和动态引文可视化分析软件，专注于在科学计量学、数据和信息可视化背景下分析科学文献中包含的潜在知识。CiteSpace V是目前使用最广泛的知识映射工具之一[4]。它使用时间序列动态图来描述所考虑知识领域的宏观结构及其后续发展。本文主要使用CiteSpace V分析绿色建筑风险管理主题从2007年至今的演变过程、知识结构、热点问题和发展趋势，开展动态多维的网络分析。

本文主要应用文献计量学的研究方法和CiteSpace V工具。文献计量学是采用数学、统计学和文献学的方法，借助文献的各种特征数量，来评价和预测科学技术研究现状和发展趋势的学科，常采用定量方法并结合相关专业知识对某一领域的研究热点和发展趋势进行总结分析并使用CiteSpace V软件绘制关键词共现网络图、关键词时间线演化视图等，对绿色建筑风险管理研究进行可视化分析。

2 文献时序分析

2007—2020年文献时间分布及增加量统计如图1所示。2007—2020年，文献数量稳步增长，从4篇增加到近40篇，表明该期间关于绿色建筑风险管理研究的热度不断上升，引起了学者们的广泛关注。2017—2020年，文献数量进入了一个快速增长期，并于2019年发文量达到阶段性高点。一方面是因为全球开始对建筑业造成的气候变化和环境污染等问题的关注度增加；另一方面，随着绿色建筑的推广实践，伴随而来的建设风险作为又一波研究热点激发了学者们的讨论。由此得出结论，绿色建筑对于全球建筑行业变得越来越重要，节能减排和可持续发展等环保理念为绿色建筑的发展带来了机遇和挑战。

图1 文献时序分布

3 基于CiteSpace V的图谱分析

本节主要从共被引文献分析→关键词分析→聚类分析→突现词分析的路径开展研究。

3.1 共被引文献分析

高被引文献是研究领域中被引用频率相对较高的重要参考文献，可以通过共被引文献分析获得。CiteSpace V将2007—2020年的时间线划分为一系列时间段，每隔一年划分一次。选取每个时间段引用频率最高的前50篇文献进行共引分析，生成共引网络，如图2所示。选择网络中共被引频率最高的前10篇文献进行重点分析，详情见表1。

图2 绿色建筑文献共引网络

表1共被引文献的研究内容可分为以下两类：

表1 绿色建筑学科十大常被共同引用的文献

(1)绿色建筑可持续发展现状分析。Zuo和Zhao[5]总结了现有的绿色建筑知识体系，认为现有研究主要集中在绿色建筑的环境方面；然而，可持续性的其他方面，如社会可持续性和文化可持续性，在很大程度上被忽视了。这一发现得到了其他文献的支持，这些文献指出建筑业缺乏指导和衡量社会可持续性的标准[6]。这表明，建筑可持续性思维仍然是由硬边建筑(例如，材料、浪费、管理、自然资源使用、能源)主导的。

(2)绿色建筑项目风险因素分析。Yang等[7,8]以各利益相关者为视角，采用社会网络分析(Social Network Analysis，SNA)法对风险进行评估和分析，提高他们对绿色建筑项目阻碍因素的感知、理解、评估和解决的能力，从而实现战略风险管理。Hwang等[9～15]通过确定绿色建筑项目中成本、设计、质量、技术、合作、进度和安全等关键风险，制定风险管理策略，克服阻碍，促进绿色建筑的可持续发展。

3.2 关键词分析

关键词与文献主题有着密切的关系，对关键词的分析有助于识别绿色建筑研究的核心。本节运用 CiteSpace V对文献关键词中心度进行分析，可从定量和可视化的角度来定位绿色建筑研究热点。默认参数节点类型为Keyword，设置Year Per- Slice的值为1。

图3为从核心数据库生成的关键词共现网络，节点表示绿色建筑某个研究热点，节点大小代表热点程度的高低(节点越大说明热度越高，反之亦然)。为进一步了解绿色建筑领域研究热点的分布状况，本研究按年份和中心度将关键词进行统计，见表2。

表2 关键词中心度排序

图3 关键词共现网络

2007—2012年，能耗、碳排放、土地使用、环境保护、气候变化等主题的出现，符合绿色建筑的早期研究理念。随着经济社会的快速发展，能源短缺和环境恶化已成为当今社会人类面临的两大问题。建筑业是世界能源和矿石、木材等各种资源消耗的主要来源，也是环境污染的主要来源[16]。中国能源消费量居世界前列，建筑业能耗占全社会能耗的38%[17]。为了改变资源消耗高、环境污染大的现状，迫切需要探索建筑业可持续发展模式，找到一条绿色、环保、可持续发展之路。届时绿色建筑正在被越来越多的国家逐步推广和实施，成为世界建筑业发展的主要方向。

2013—2017年，设计、成本、风险识别和风险管理等相继成为研究热点，这是绿色建筑进入成熟阶段的主要表现。绿色建筑的推广也面临着一定的挑战。越来越多的学者开始利用SNA等方法识别影响绿色建筑建设的关键因素，使用模糊决策实验室法确定各影响因素之间的相关性并确定其权重，制定绿色建筑项目的管理框架，克服障碍构建完善的绿色建筑评价体系，为各利益相关者提供改进绿色建筑发展策略的途径[7,8]。

2018—2020年，指标体系、选材、废料处理和海绵城市等绿色建筑及基础设施的出现，成为近3年的研究热点，也即将成为近期绿色建筑的研究前沿。

3.3 聚类识别和分析

本节运用 CiteSpace V对文献关键词进行下一步分析，通过识别一组密切相关的关键词，根据它们的互连性将其聚合成聚类，每个聚类代表不同的知识领域，同一聚类代表同一研究领域。团簇的相互作用可以反映它们的相关性[18]。CiteSpace V提供了三种不同类型的聚类标记提取算法，包括对数似然比(Log-Likelihood Ratio，LLR)、术语频率-逆文档频率(Term Frequency-Inverse Document Frequency，TF-IDF)和互信息(Mutual Information，MI)等测试。本文采用CiteSpace V的默认算法LLR检验提取聚类标签。图4展示了CiteSpace V生成的集群。最大的簇数为0，最小的簇数为4。具体如表3所示，列出了最大的五个聚类，每个聚类的轮廓值大于0.8，表明结果是稳健和有意义的。

图4 绿色建筑中的知识领域集群

表3 关键词聚类信息(对数似然比LLR)

类#0的标题是“成本(cost)”，包括41篇代表文献。该聚类主要讨论了绿色建筑项目在设计、建造和运营过程中涉及的成本风险。解决绿色建筑“造价高”这一制约因素成为一个重要问题。该聚类研究重点聚焦于构建风险评价指标体系，运用模型将定性与定量方法相结合对关键风险进行评价，并针对“成本”这个最大的影响因素从来源层面和因素层面对其进行评价结果分析及建议。绿色建筑项目全过程成本风险的识别、评价与应对的关注度较高[19,20]，鲜有从增量成本的角度进行探究。增量成本产生增量效益，初期增加的成本可通过全寿命的运营期节省回来，使绿色建筑“物有所值”。未来可以从增量成本效益的角度进一步拓宽这个领域的研究范围。

类#1的标题是“土地使用(land use)”，共36篇代表文献。该聚类主要研究了城市化进程改变了土地利用格局所造成的问题，并努力减缓其影响。这些努力包括防止城市扩张和改变城市土地使用，以保护公民免受与环境有关的健康问题。不断增长的人口和经济发展推动着城市不断扩张[21～25]。预测土地使用变化和城市增长，加强城市地下空间开发促进土地节约集约利用，这会成为未来的一个研究方向。

类#2的标题是“阻碍(barrier)”，包括31篇代表文献。绿色建筑是节能环保的重要举措，较一般建筑具有更大的风险性。该聚类主要讨论了推广和实践绿色建筑面临的众多阻碍，需要制定相关举措应对，从而激发绿色建筑可持续发展的潜力。风险的相互依赖关系对绿色建筑项目风险评价结果的准确性起着重要作用。而风险/约束因素之间的相互依赖性往往随时间而变化。未来的研究需要基于动态风险网络，通过使用动态方法(如系统动力学和复杂网络)，更准确地进行风险评估。

类#3的标题是“可持续性(sustainability)”，包括23篇代表文献。绿色建筑是建筑领域可持续发展的集中体现，也是人类社会可持续发展的重要组成部分。该聚类系统分析了绿色建筑的可持续发展过程，探究了绿色建筑可持续发展的驱动机理及策略。研究内容主要集中在绿色建筑的生态、环境可持续方面。绿色建筑社会参与程度与绿色建筑经济价值是可持续发展路径传播的关键节点。未来，绿色建筑应多强调其它可持续性维度，尤其是社会和经济可持续性。

类#4的标题是“气候变化(climate change)”，包括21篇代表文献。工业革命以来，高碳排放的城市发展模式是导致气候变化的主要原因。低碳城市的建设已经成为应对气候变化以及全球变暖的重要策略。该聚类主要研究重点是预测气候变化以及评估气候变化对建筑项目的潜在影响。气候变化为促进城市绿色建设提供了机会，未来有望建立一套适合我国国情的低碳城市指标体系，引领我国的低碳城市建设，改善气候变化。

3.4 关键词突现网络分析

目前，使用CiteSpaceV识别具有强突发的关键词对文献的计量分析非常重要[26]。如果某一关键词在一定时期内频繁出现，该关键词将被认为具有强烈爆发的突现词。强爆发的节点表明这些关键词在相应时期内受到了特别的关注，这可以在一定程度上显示该学科的前沿和热点[27]。根据CiteSpace V现有的功能，对突现词按开始时间进行排序，如表4所示。

(1)强度最强的突现词：评价体系(system)

由表4可知，突现词“评价体系(system)”的突现区间是2018—2020年。评价体系可能包含一组不同的评价项目，以评估建筑项目的可持续性水平。全球使用的评价工具包括美国的LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)系统、英国的BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)系统以及中国的CGBL(Chinese Green Building Logo)系统[28～30]。2018—2020年，许多研究者对现有的绿色建筑评价体系中各指标的影响关系及其重要性进行了探索。Shao等[31]应用决策试算实验室与分析网络过程(Dematel-based Analytic Network Process，DANP)方法相结合的混合模型，建立了评价系统间的影响网络关系图(Influence Network Relationship Diagram，INRM)，并推导了评价指标权重。结果表明，室内环境、材料和智能设施是绿色建筑评价的三大关键因素。Liu等[32]建立了绿色建筑评价指标体系，利用决策试验与评价实验室(Decision-making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL)技术，确定指标之间的影响关系，应用一种新的基于最佳最差法(Best-Worst Method，BWM)的分析网络过程(Analytic Network Process，ANP)模型来确定指标的影响权重。结果表明，排在前五位的指标都在减少废物和节能两个维度内。在今后的研究中应更加注重评价指标的完善(绿色建筑评价体系中关于社会和经济方面的指标设定)及对不同地域的分类讨论，使绿色建筑评价体系更为科学、全面。

表4 2012—2020年绿色建筑关键词突现

(2)持续时间最长的突现词：可持续建筑(sustainable construction)

突现词“可持续建筑(sustainable construction)”的突现区间是2017—2020年。它是持续时间最长的突现词。可持续建筑指以可持续发展观规划的建筑，内容包括从建筑材料、建筑物、城市区域规模大小等，到与这些有关的功能性、经济性、社会文化和生态因素。关于建筑业可持续性研究综述中指出现有的研究主要集中在绿色建筑的环境方面[6]。“社会可持续性”代表“最弱”维度，是可持续建筑研究和实践中的第二考虑因素[33,34]。这表明，建筑可持续性的风险仍然是由材料、浪费、管理、自然资源使用和能源等主导的。Udomsap和Hallinger[34]指出，替代材料、可持续建筑管理、回收和减少废物以及社会可持续性是可持续建筑风险管理中的四大主要研究领域。

(3)出现时间最晚的突现词：绿色建筑性能(performance)

热点词“绿色建筑性能(performance)”的突现区间是2018—2020年。随着绿色建筑迅速发展，越来越多的学者开始关注绿色建筑的实际性能。Geng等[35]从能耗、室内环境质量(Indoor Environmental Quality，IEQ)和居住者满意度三个方面对已发表的关于绿色建筑使用后性能的研究进行综述。研究表明：1)同等条件下，绿色建筑的能源性能总体上优于传统建筑；2)设计能耗与运行能耗存在较大差距，大量绿色建筑节能效果低于预期；3)实际能耗与绿色建筑认证等级之间没有明显关系；4)各国绿色建筑设计标准和运营模式存在差异，导致各国绿色建筑实际IEQ状况不具有可比性；5)绿色建筑的住户满意度普遍高于传统建筑。此外，本研究在绿色建筑使用后评价领域提出了两个值得进一步研究的领域，包括新的数据采集技术和综合层面(能源与IEQ优化结合)的性能优化。未来的研究将进行入住后评估，同时考虑到居住者的工作效率和健康状况，调查各种类型绿色建筑的实际性能，确定影响实际性能的风险因素，并将能源效率转化为成本节约。通过对影响绿色建筑实际性能的风险因素进行控制，使绿色建筑的效益更具说服力。

4 结 论

通过对文献统计分析发现，国外以绿色建筑风险管理为主题的文献研究经历了两个阶段：2007—2017年，文献数量经历了10年的缓慢增长期；2017—2020年，文献数量又呈现阶梯式增长的趋势，代表该主题再次成为建筑领域重要的研究热点。

对绿色建筑风险管理研究热点分析，发现以下三个重要结论：(1)关键词：碳排放、土地使用、空气污染、气候变化，呈现出较强的中心度；(2)关键词聚类：成本、土地使用、阻碍、可持续发展、气候变化，涵盖绿色建筑项目风险管理研究的大多数领域；(3)关键词突现：评级系统为强度最强的突现词、可持续建筑为持续时间最长的突现词、绿色建筑性能为最新的突现词。

为促进绿色建筑风险管理趋于成熟化，本文将提出以下建议使理论真正指导实践：(1)绿色建筑评价体系的创新和应用值得探索；(2)绿色建筑的可持续发展研究仍将是热点，可持续建筑的替代材料/建筑材料选择、增量成本效益和成本节约将是推动绿色建筑可持续发展的一个前沿研究方向；(3)绿色建筑的性能评价与优化问题需要进一步研究。