国内装配式建筑研究发展趋势与脉络
——基于Citespace 的可视化分析
2024-01-08殷悦
殷 悦
(江苏商贸职业学院,江苏 南通 226011)
装配式建筑是指预制部品部件在工地装配而成的建筑,作为一种新型工业化建造方式,因其资源节约、环境友好等诸多优势,在众多发达国家及地区得到广泛应用。我国建筑工业化始于20 世纪50 年代,借鉴苏联和东欧各国的经验,装配式大板住宅体系得到快速发展。
2012 年随着我国人口红利的消失、建筑技术的进步及节能减排的迫在眉睫,装配式建筑迎来新契机。中央层面陆续出台相关政策推进装配式建筑行业的发展,国内研究成果也呈逐年增加的趋势,此时有必要厘清装配式建筑发展轨迹和热点,助力行业发展。文章利用Citespace 文献计量软件,对中国知网(CNKI)中2012-2022 年十年间“装配式建筑”相关文献进行整理统计,以期为装配式建筑领域的理论研究与实践应用提供指导与建议。
1 数据来源及研究方法
1.1 研究方法
Citespace 是由美国Drexel 大学的陈超美博士基于Java 开发的一款多元、分时、动态复杂网络分析的信息可视化工具,文章利用Citespace 生成科学知识图谱,对文献进行定性与定量分析。
1.2 数据来源
文章以文献计量学为理论基础,运用Citespace V.6.1.R2,选取中国知网核心数据库(SCI 来源期刊、EI 来源期刊、北大核心、CSSCI、CSCD)作为数据来源,采用检索式:TS=(装配式建筑)OR TS=(预制建筑),检索时间为2012 年1 月1 日至2022 年7月26 日,知网文献733 条。根据篇名及摘要逐条筛选,去除无关主题的文献,最终得到有效知网文献702 条。
2 国内外研究特征分析
2.1 文献年度分布
文献年发文量的变化直接反映了该领域在特定时间段内研究热度的变化。文章对装配式建筑2012-2022 年十年间的发文量进行了统计,有助于准确把握装配式建筑领域的发展态势。
经分析发现,国内装配式建筑的研究趋势总体处于上升状态。2012-2015 年处在缓慢增长期,发文量基本在20 篇以下。但自2016 年起,国内装配式建筑研究进入到快速发展期,2020 年达到顶峰,发文量近160 篇,导致这一变化的主要原因是政府的大力扶持推动了行业发展,如国务院办公厅2016 年出台的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,住建部2017 年发布的《“十三五”装配式建筑行动方案》,以及地方扶持政策,如2015 年江苏省起草了《关于装配式房屋建筑项目招标投标活动的若干意见》促使江苏省装配式建筑由试点期进入到推广期。这些政策的出台有助于装配式建筑理念的进一步推广,推动装配式建筑利益相关者加大技术研发力度,促进装配式建筑项目落地。
2.2 作者分析
高产作者是推动某领域发展的主要力量。普赖斯定律指出,在同一主题中,高产作者的数量约等于全部科学作者总数的平方根,表达公式为m=0.749 √nmax(nmax 表示发文量最多作者的文献数)。
2012-2022 年十年间国内最高产作者陈伟,发文量为9 篇,故设置Threshold=2;Font Size=33;Node size=100,从而生成高产作者知识图谱。如图1 所示,N=324,E=303(N 为节点,E 为连线),Density=0.0058,这表明共有324 名研究者,303人之间有合作,合作相对来说较为分散,主要形成以李丽红、齐宝库、陈伟、刘美霞、刘学春、马辉等为中心的聚类群。总体来看,装配式建筑研究聚类群已初步形成,各聚类群之间可以加强交流,共同致力于装配式建筑的健康发展。
图1 作者共现图谱
2.3 研究机构分析
经统计,2012-2022 年间,国内共有244 个研究机构参与到装配式建筑领域的研究中。如图2 所示,沈阳建筑大学管理学院、武汉理工大学土木工程与建筑学院、东南大学土木工程学院等机构发文量在10篇以上。
图2 研究机构共现图谱
从图中可以看到,热点机构主要由科研院所组成。在校企合作方面,同济大学和同济大学建筑设计研究院,武汉理工大学与武汉节能办公室,北京交通大学和住建部科技与产业化发展中心等形成聚类,推动装配式建筑设计、装配式技术、装配式建筑政策从理论到实践,便于高校把握行业发展趋势,企业则利用最新科研成果,提高标准化建设,弥补实际工程中的不足。
3 研究热点分析
关键词是对文献内容的高度概括,运用Loglikelihood 算法在关键词共现网络的基础上进行聚类,得到 Modularity 聚类模块值Q=0.7055 >0.3,聚类结构显著,聚类平均轮廓值S=0.703 >0.7,聚类令人信服。前9 个聚类如表1 所示,经整理得到装配式建筑领域研究热点。
表1 关键词聚类分析表
(1)装配式建筑施工技术(#0 装配式)。作为制造业与建筑业的交叉产品,装配式建筑相对于现浇建筑,在构件的承载力计算、连接节点施工技术、构件的垂直运输等方面尚不成熟。如赵秋萍对某高层全装配式混凝土剪力墙结构住宅楼的施工深化设计、施工组织策划、安装质量控制、现浇节点施工进行了技术研究和管理研究,有效控制了施工质量。
(2)标准化建设(1#预制率,2#标准化)。装配式建筑的标准化包括设计标准化及评价指标标准化,建筑工业化最重要的是设计标准化。针对目前装配式建造成本高于传统现浇建筑这种情况,王寅引入预制率性价比概念,提出了成本分析理论,有助于灵活组合预制构件,实现预制率和成本增量最低双满足。
(3)影响因素(3#影响因素,8#问卷调查)。装配式建筑发展尚处在初级阶段,其推广和发展需要各利益相关者高度配合,目前对影响装配式建筑推广与发展因素的研究主要集中在成本管控、BIM 应用、安全风险等方面。刘晓君通过问卷调查,提出要从政府、消费者、开发商和施工企业等方面采取措施,多方共同努力助力装配式建筑发展。
(4)装配式建筑设计(4#设计)。装配式建筑的合理设计是工厂生产合格构件、现场完成高质量装配的重要保证,近十年对于设计的研究多集中在一体化、节能、深化设计等方面。蒋文龙通过对预制建筑的设计施工全过程一体化进行研究发现,结构构件拆分深化设计联系现场实际、综合考虑施工全过程中构件的应力分布、机电管线设计优化、利用预制构件特性等对设计施工有极大促进作用。
(5)产业链(5#产业链)。面对装配式建筑产业链碎片化、信息不对称等问题,全国住房和城乡建设工作会议指出,要推动工程总承包向全产业链延伸及装配式全产业链协同发展。陈艳运用社会网络分析法探究了影响装配式建筑产业链利益分配的三大核心因素——合作贡献率、成本承担、风险承担,并构建了产业链利益分配指标体系。
(6)绿色建筑(6#建筑,7#绿色建筑)。面对国内人工成本不断攀升、节能减排等任务的压力,装配式建筑因其非现场制造、环境友好、建造速度快等优点得到广泛应用。施工方式的改变使得施工现场得到明显改善,工作效率也大大提高。齐宝库从“四节层面”并引入碳排放计算分析装配式建筑的环境效益。
4 结论
文章基于CNKI 数据库,通过Citespace 构建了装配式建筑知识图谱,反映了2012-2022 年装配式建筑研究领域发展的现状及趋势如下。
(1)从文献发文量看,2012-2015 年,装配式建筑发展缓慢,自2016 年起,在国家政策的支持下,装配式建筑进入快速发展期。从高产作者知识图谱看,陈伟、齐宝库等人在该研究领域发文量高且具有一定的影响力。国内装配式建筑研究小聚类群已初步形成。从研究机构看,热点机构主要由科研院所组成,但企业发文量及校企合作较为薄弱。
(2)通过分析研究热点发现,在装配式建筑设计阶段,研究集中于预制构件的深化设计、装配率、模块化;在装配式建筑管理方面,主要研究影响成本及质量的因素,研究方法有遗传算法、云模型、熵权法等;在装配式建筑施工阶段,研究集中在绿色施工、吊装、垂直运输、外围护等施工难点上。
(3)通过对近十年热点文献的关键词聚类分析可知,影响装配式建筑推广与发展因素的研究主要集中在成本管控、BIM 应用、安全风险等方面;对于装配式建筑设计的研究多集中在一体化、节能、深化设计等方面;装配式建筑产业链存在碎片化、信息不对称等问题;对于绿色建筑的研究集中在零能耗、碳排放、现代建筑的创新发展上;对质量管理的研究集中在质量评估指标体系、信息化手段、质量检测方法。