基于CiteSpace的辦公建筑照明領域研究特征分析

馬秀峰 馬俊榕 王立雄 / MA Xiufeng, MA Junrong, WANG Lixiong

引言

國內辦公建筑照明內容的相關研究在更新進步。研究者在不同時期對辦公照明領域進行了分析研究。羅濤等人介紹了模擬方法的研究框架及主要的數學模型對于指導辦公建筑采光照明節能的設計與實踐具有重要的作用（2017）；王飛翔等人探索了我國辦公建筑照明能耗和節能水平的預估算,提出了用節能率對辦公建筑進行橫向對比（2014）；蔡丹丹等人確定了影響辦公光環境舒適性的主觀評價指標，運用層次分析法得出各因素對辦公光環境舒適性的影響程度（2013）；肖輝等人提出通過數學公式的推導,求得相應的利用系數與辦公建筑燈具安裝位置及距高比的數學關系（2018）；任曉欣等人針對某辦公建筑的單人及多人辦公室進行了辦公人員照明用電行為的調研以及照明能耗的實測，發現不同規模辦公室的照明特征存在群集效應（2014）。然而，對于改革開放以來辦公建筑照明的相關研究缺乏系統性的梳理，本文通過借助可視化軟件對改革開放以來辦公建筑照明研究特征進行圖譜可視化，分析總結出該領域的學科特點及對未來研究軌跡進行預測。

1 研究方法

1.1 CiteSpace軟件簡介

CiteSpace軟件是由美國陳超美團隊利用JAVA編輯環境下開發出來的一款引文可視化分析軟件。軟件研究對象是某一領域學科知識，以圖譜展現出學科主題之間的結構關系（陳悅 等，2015）。將樣本輸入到CiteSpace軟件中，運算可得到關鍵詞、主題、作者、共被引、突現度等可視化圖譜。

1.2 樣本提取

本研究選取中國知網（CNKI）學術期刊網絡出版總庫的來源期刊，設置檢索時間期限為1978年至2018年，以“辦公照明”為主題搜索，共檢索到530 篇中文期刊論文（檢索時間為2018年12月19日），去除會議通知、征稿啟事、新聞報道等無效文章，最終得到527篇有效文獻。將檢索文獻名稱以Refworks 格式導出并用CiteSpace轉換格式，再將文獻導入CiteSpace進行科學知識圖譜分析，設置時區分割為1年。

2 圖譜分析

2.1 運算結果正確性檢測

CiteSpace可視化軟件的兩個參數值可以評判知識圖譜的合理程度（陳超美，2016），分別是模塊參數Q（Modularity Q）和平均輪廓值S（Mean Silhouette）。其中，Q值越大，說明劃分聚類出來的結構越清晰顯著。在（0，1）區間內，當Q值＞0.3時，說明劃分出來的結構是清晰顯著的，具有可信價值；當S值＞0.5時，聚類一般被認為是合理的。本次聚類結果的Q值為0.5563，S值為0.5991，因此可以認為次聚類運算結果合理有效。

2.2 文獻數量分析

通過從改革開放以來國內辦公照明領域的期刊數量進行統計（圖1），可以看出，整體文獻數量從1979年起呈增長的趨勢；從變化曲線可以大致分4個階段：從1978年到1998年階段，辦公照明相關研究處于剛剛起步階段，文獻數量基本保持平衡；從1998年到2008年，研究突現成果較多，文獻數量呈緩慢不穩定增長趨勢；從2008年到2012年，研究成果突現很多，文獻數量呈快速增長趨勢；2012年到2018年，文獻數量大致呈穩定狀態，增長量或降低量稍有波動。

圖1 1978～2018年辦公照明領域文獻數量

2.3 研究機構分布

將樣本數據載入CiteSpace軟件，選擇“institution” 參數進行可視化分析，經過調整各項參數，優化后得到圖譜（圖2）。節點大小代表研究機構的成果數量，節點與節點之間的連線代表其合作研究的情況。運算后結果N=19，E=2，表明共生成19個節點，2條連接線。從發文數量上看（表1），改革開放以來，辦公建筑照明領域發文量最多的機構是清華大學建筑學院，共發文7篇，其次是天津大學建筑學院5篇，廣東工業大學、同濟大學、中國建筑科學研究院等機構共發文4篇，表明這些機構在該領域的研究成果較多。從節點連接線數量來看，僅有清華大學建筑學院和中國建筑科學研究院有過合作，重慶大學城市建設與環境工程學院和重慶市建設技術發展中心有過合作，其他機構之間合作缺失。

表1 1978～2018年前5位發文量機構

圖2 1978～2018年辦公照明研究機構分布

2.4 關鍵詞共現分析

關鍵詞共現可以得出一個時間段內的研究關注熱點（賈發現，2018）?？梢暬浖\算后，得到辦公照明的共現圖譜（圖3）。運算后N=145，E=427，表示關鍵詞共現圖譜共生成145個主題節點，427條連接線。節點的大小代表關鍵詞出現的次數，節點直徑越大，表示次數越多。節點與節點的連線粗細代表了的該節點之間的共現頻率，顏色代表了不同的時間年代區域。關鍵詞的共現次數越多，表明在此時間段內熱度越高。

圖3 1978-2018年國內辦公照明研究關鍵詞共現圖譜

從節點尺度可以看出，“辦公建筑”“辦公照明”“照明”“照明設計”“綠色建筑”“節能”“辦公空間”“飛利浦”“LED”等關鍵詞節點直徑較大，共現頻率較高，這反映了改革開放以來，這些關鍵詞是辦公照明領域的研究熱點及主題，表明在這個時間段內，學者對辦公照明的節能、設計及飛利浦照明和LED光源產品關注度較高，這與照明領域整體發展歷史和全球能源危機、可持續發展理念的推進有關。從節點之前連線狀態可以看出，節點與節點之間具有豐富的連接線，這表明該領域研究已經形成完整性較強的研究架構，且研究熱點之間存在著緊密聯系。

2.5 主題共被引分析

主題共被引分析能夠反映一定時間階段主題之間的引用關系和時間序列的發展關系。從整體時間序列（圖4）可以看出，1978年到1998年第1階段，“照度”“燈具人工照明”“間接照明”等關鍵詞出現頻率較高，表明該階段對人工照明、燈具參數等技術性基礎研究較廣，這與照明領域發展初期的國情有關；1998年到2008年第2階段，“辦公建筑節能控制”“綠色照明”“節能管理”“控制系統”“辦公空間”“中國照明學會”等關鍵詞共現性較強，這表明學者在此時間階段內已經開始注重辦公空間的設計、照明能耗的節約、控制系統的提升，這與辦公人員對辦公空間功能性的需求、可持續發展理念的滲透、照明控制系統的完善具有很大關聯性。學會出現的頻率較高表明學會的影響力在這個時間段提升。2008年到2012年第3階段，“LED”“照明設計”“照明設計師”“飛利浦照明”“智能控制”“智能照明”“采光”“遮陽構件”等關鍵詞出現較多，表明LED新產品的出現被學者們關注，同時這一時間段學者們注重照明設計的研究，關注智慧照明的主題，同時探討辦公照明與采光的結合要素。2012年至今第4階段，“人性化設計”“人行為”“節能減排”“能耗分析”“照明功率密度”“PWM調光”等關鍵詞出現頻次較多，說明自2012年以來，學者重點關注辦公照明領域的人的行為、人性化設計方面，這與辦公人員的心理、生理需求密切相關。

3 趨勢預測

對2016～2018年的研究關鍵詞共現統計分析（表2），結合辦公建筑照明領域近40年的研究動態，可以推理出近期的研究熱點，同時預測該領域的研究趨向，未來該領域研究應該重視以下幾個方面（安傳艷，2018）。

圖4 1978～2018年國內辦公照明研究關鍵詞共被引圖譜

3.1 繼續挖掘照明節能的有效技術和措施，強調能量轉化率的節能新概念

通過近3年關鍵詞共現圖譜可以看出，節能改造、能耗分析、照明節能、綠色建筑一直貫穿于近3年辦公照明的研究領域中，這與科技工作者倡導綠色環保、可持續發展理念具有一定的關聯性，傳統的節能概念是減少能源消耗，新的節能概念是提高能源利用轉化率。

3.2 加強人性化設計、辦公行為對照明的需求方面的深度研究

以人為本的科學發展觀影響了辦公照明的研究趨勢（斯塔瑪蒂娜·拉西亞，2017）。辦公照明注重人的行為需求，根據辦公人員的生活習慣、生理結構、心理狀態等特點，在滿足原有照明功能性要求的基礎上，注重人的生理需求和心理需求，達到精神層面的優化體驗。

表2 2016～2018年關鍵詞共現圖譜

3.3 探討智能化系統應用于辦公照明設計的新方法

智能照明系統、智能化、智能控制等智慧照明主題的關鍵詞在近3年出現頻次較高。未來學者應該重點研究云技術、大數據、互聯網+、物聯網等新技術與辦公照明結合，獲取新的照明設計方法，以提高辦公空間的光環境質量。

4 結語

利用CiteSpace軟件對辦公照明領域的樣本期刊進行文獻數量分析、研究機構分析、關鍵詞共現分析、共被引分析等，對該領域的相關研究整理分析可總結如下：（1）辦公照明研究從改革開放以來經歷了研究起步階段、緩慢發展階段、快速發展階段和穩定發展階段共4個階段。（2）該領域各研究主題之間存在密切聯系，研究框架搭建完整，但研究機構之間合作較少，沒有形成研究共識。（3）重視照明節能、綠色照明、節能改造等方面的探究，強調可持續發展理念。（4）新產品、新技術的開發成果驅動該領域研究，LED光源、飛利浦照明的出現被學者強烈關注。（5）研究對象向大數據、云技術、智能化方向拓展。（6）研究價值轉向人性化設計、行為學，凸顯以人為本，全面人文關懷的理念。

注釋

① 一種基于網絡的研究文獻管理軟件。

② 機構合作分析功能。