摘要:以1991—2020年WOS和CNKI共计4328篇文献为数据基础，利用信息可视化软件CiteSpace分析了建筑室内热环境的研究现状、前沿热点、研究主题及发展趋势，并绘制了该领域知识架构。研究发现:室内热环境研究文献数量持续增长，研究网络较为清晰，出现了一批学术代表;热舒适相关理论与模型、室内热环境营造与影响因素、建筑适应性设计与方法是其主要研究领域;在国内外新形势下，既往知识领域的研究视角扩展至节能减排，相关理论、技术及方法创新是后续研究需重点关注的方面。
关键词:室内热环境;CiteSpace;知识图谱
0引言
人的日常活动有80%～90%发生在建筑室内，室内环境质量直接影响着使用者的健康舒适以及工作效率[1]。其中，建筑热环境超越声、光及空气质量，占室内环境舒适度评价权重的30.2%[2]。随着科技进步和人民生活水平的提高，为营造舒适的室内热环境，暖通空调能耗约占我国建筑总能耗的2/3，且总量逐年增加[3]。
建筑论文范例： 浅析建筑工程施工进度控制与管理
随着能源、环境问题的日益突出，研究者们开始探究什么是可持续发展背景下满足使用者需求的建筑室内热环境。因此，对室内热环境研究成果开展阶段性归纳和总结，有助于从整体上把握研究态势，为后续创新性研究奠定基础。虽然有学者从不同视角对建筑热环境进行了回顾和展望，但大都是建立在对大量文献定性梳理的基础上，在文献选择与分类标准、热点跟踪与方向把控等方面存在主观性。
鉴于此，本文应用知识图谱绘制工具对国内外室内热环境研究文献进行量化分析，梳理该领域的研究现状、前沿热点、研究主题及发展趋势，为后续研究提供科学依据。1研究方法及数据来源目前，国际上知识图谱绘制工具主要有Bibexcel、CiteSpace、ColPalRed、IN-SPIRE和VOSviewer等，其中CiteSpace的可视化功能较强、应用较为广泛[4]。本文以1991—2020年为时间区间，以“建筑热环境”、“室内热环境”为主题词，利用CiteSpace.5.6.R2对国内外相关文献进行分析。样本文献数据来源为WOS核心期刊合集数据库和CNKI中国知网数据库，经过人工数据剪枝，排除掉天文学、考古学、毒理学等非相关领域文献，最终筛选出英文有效文献3476篇、中文有效文献852篇。
2文献计量分析
2.1研究历程
建筑室内热环境研究大致分为3个阶段。20世纪初至2000年为起步阶段，虽然文献总量较 少，但国外学者围绕该领域核心概念、热感觉影响 因子及热平衡、热舒适、热适应模型等基础理论问题，逐步建立起较为系统的理论框架。2000—2005年为逐步提升阶段，年均发文量达56篇。
此阶段国内外研究学者从物理学、生理学、心理学多个角度出发，对人体热感觉机理展开了广泛研究。2006年至今文献数量快速攀升，年平均增长率为23.8%，2019年国内外发文量高达659篇，出现了研究热潮。借助实验室、现场调查和数字化模拟等研究手段，将传统研究范畴拓展到环境科学、生态学、行为学、经济学、医学等领域，在能源、环境与健康危机的背景下，室内热环境与人体热舒适的本质与内涵被不断探索与揭示。
2.2代表学者及合作网络
本文样本文献共涉及14461位作者，最高产作者发文量75篇，仅发表1篇论文的作者占作者总数的86.21%。低产作者比率低于洛特卡定律常数0.6079的标准，说明该领域研究者众多且较为分散，需进一步对核心作者及其研究团队进行聚类图谱分析。以“作者”为节点类型分别对WOS的3476篇英文文献及其70725篇参考文献，以及CNKI的852篇中文文献进行共被引分析，构建作者共引聚类知识图谱。图谱中节点大小说明出现频次，颜色代表文献发表时间;连线数量与粗细反映了作者合作关系及强度，颜色表示首次共现时间。
其中，Fanger教授于1970年首次提出的PMVPPD指标得到了美国采暖空调学会(ASHRAE55)和国际标准化组织(ISO7730)的认可，是目前室内热环境舒适度预测与评价的通用指标[5]。此后，Humphreys和Nicol等基于现场与气候室研究差异发展了适应性理论[6-7]。
1998年，deDear 等在ASHRAERP-884数据库基础上提出了适应性模型，认为人体的适应性包括行为、生理和心理调节三部分[8-10]。至此，国外建筑室内热环境研究的主体脉络初步确立。相较于英文文献，没有形成密切的合作网络。这是由于CNKI样本数据中不包含引文数据，CiteSpace只能对施引文献进行合作者分析，不能同时对被引文献进行耦合分析。从共现频次和合作网络看，室内热舒适研究形成了以刘加平、杨柳为核心的西安建筑科技大学团队，以朱颖心、林波荣为核心的清华大学团队，以李百战、姚润明为核心的重庆大学团队。三大核心团队发文量占样本总数的42.95%，这表明在室内热舒适研究领域，作者集中度较高，核心团队贡献较大。然而，各团队内部以“学缘”关系为主，节点之间总体连线较少，未显示出跨区域、跨学科的协同研究平台。
2.3研究热点
高频关键词代表着研究热点，关键词两两以上共同出现称为关键词共现。对关键词共现的节点中介中心性进行分析，可以厘清高频关键词的内在联系，进一步判断研究热点。对中英文样本文献以1年为时间切片，提取每个时间切片内前10个高频关键词，绘制室内热环境关键词共现知识图谱。图中节点大小表示关键词共现频度，连线颜色表征首次共现时间。两张图谱均呈现出分散度高、分支多、词间关联度强等共性特征。提取中心性大于0.1的高频关键词，大致分为以下4类:
1)以热舒适、热环境为代表的研究主题类。作为该领域的核心关键词，其涵盖内容广泛，既是研究重点，也可触发和衔接其他关键词，词频高达1323次。2)以居住建筑为代表的研究对象类。探究不同建筑类型特定的热舒适标准，是该领域持续的研究热点。3)以温度、通风设计为代表的研究内容类。这类关键词代表了室内热舒适的主要研究方向，节点中心性很高，与其他高频关键词共现强度高，是推动该领域研究发展的重要脉络节点。4)以数值模拟、计算流体力学为代表的研究方法类。作为数字化辅助技术，软件模拟已成为该领域除气候室、现场研究之外的重要研究方法。
2.4研究主题
参考文献组成了知识基础，2篇参考文献被同一文献引用称为文献共被引。区别于研究热点的关键词共现分析，对引文进行聚类，可以在更大知识范围内揭示某个领域的研究轨迹及知识结构，识别潜在语义。由于CNKI数据库不包含文献共被引数据，因此中文样本文献仅能对关键词进行聚类，其本质是在关键词共现基础上的 再次聚类，图谱结果与关键词共现相似度高，但又不如关键词共现简洁明了，因此本文仅对英文 样本文献进行文献共被引聚类分析。WOS样本文献的共被引聚类知识图谱共生成16个聚类，模块值Q=0.8439>0.3，平均轮廓值S=0.7254>0.7，聚类结构显著高效且令人信服[11]。
图谱中聚类大小代表其容纳的文献总数，节点大小代表文献被引频次，连线代表共引关系及强度[12]。CiteSpace聚类分析包括TF*IDF、LLR、MI3种统计算法，TF*IDF强调研究主流，LLR和MI强调研究特点，三者结合提取的共同信息是对聚类最佳的诠释和界定[13]。详细审查聚类标签及其内部重叠文献，室内热环境研究可聚焦于以下3个值得关注的知识领域。
2.4.1热舒适相关理论与模型
国外建筑热舒适相关研究起步较早，1919年美国采暖通风工程师学会匹兹堡室内气候实验室的建立，标志着热舒适开始了科学化研究。目前，该领域在研究手段、机理模型、调控策略、评价方法与标准等方面的研究已卓有成效，具有一定的工作框架和可实施性。该主题内部主要聚类标签包括非均匀热环境、热适应、热经历等。1)“非均匀热环境”研究者认为热舒适不存在于稳态热环境下，而是处于一些动态过程中[14]。对受试者局部进行加热或冷却，可有效提高受试者的热感觉满意度[15]。因此，近年来室内热环境与人体舒适研究逐渐从稳态均匀热环境转向满足个性化需求的非均匀热环境领域，提高使用者满意度的同时降低非必要建筑能耗。
该领域研究视角大致可分为4类:①温度、风速、非对称热辐射等局部环境参数对人体热舒适的影响[16-22];②局部热感觉对整体热感觉的影响[23-24];③基于皮肤温度、核心温度等生理参数的热舒适客观评价指标[25-27];④以EQT、EHT为代表的非均匀热环境热舒适评价模型[28-29]。此外，该聚类MI算法标签“daylightglarecomfort”提示室内热舒适评价的多因素综合影响[30-31]，如Marije等认为视觉舒适度与室内热舒适呈正相关，且对室内热舒适具有补偿作用[32]。
2.4.2建筑适应性设计与方法
“建筑适应性设计与方法”主题内部的主要聚类标签包括表皮设计、双层表皮、医院工作人员、雨季、暖体假人、CFD、数值模拟等。其内部文献围绕地域气候、人群和建筑类型对室内热环境的需求与影响，着重讨论不同气候和季节、不同建筑类型及人群热舒适需求下的建筑适应性设计。
2.5研究趋势
利用CiteSpace对关键词进行突现分析，以探究该领域发展趋势及前沿动态。所谓突现词是指出现频次在短时间内突然增加或者使用频次明显增多的关键性术语。从英文文献的关键词突现图谱可以看出，国外室内热环境早期研究侧重空气质量、人体热感觉及其影响机制，热度持续时间较长，突现词如空气质量、湿度、CFD、PMV、病态建筑综合症[112-117]等。2005年之后，随着社会对气候变化的愈发关注，室内热环境评价逐渐转向节能视角，置换通风、自然通风等节能高效的热环境调节方法成为重要研究内容。
相较之下，中文文献的关键词突现图谱显示，室内热环境、热舒适概念内涵的基础研究出现时间较晚且热度持续时间短，2000年之后，能源问题带来的地域性研究、自然通风、供热及太阳能利用等研究热点相继更替，表现出我国学界对于气候变化与建筑节能问题的重视与持续关注。
3结论与展望
运用CiteSpace信息可视化软件，以WOS数据库3476篇和CNKI数据库852篇有效文献为样本数据，对国内外现阶段建筑室内热环境领域的知识图谱进行了量化分析，辨析了前沿热点及3大研究主题。经过数十年的发展，特别是2006年之后，室内热环境领域研究成果丰硕，相关研究方法不断创新、研究范围不断拓展、研究内容不断深化，然而该领域仍存在以下亟待完善及拓展的方面:
1)合作网络:高水平、多层次的学科合作有利于推动研究领域的发展，科研合作水平也与论文影响力呈正相关。然而，作者共引聚类图谱显示，我国室内热环境领域研究团队呈现出大集中、小分散的图谱特征，作者间以学缘关系为主，不利于学科之间的交叉融合。
2)研究内容:热舒适相关理论与模型、室内热环境营造与影响因素、建筑适应性设计与方法为3大研究主线，未来研究和实践应注重学科交叉，如改进热舒适预测和热感觉评价模型、制订个性化室内热环境设计标准、设计节能减排的气候响应式室内热环境、开发更加精细便捷的数字模拟辅助工具等。
3)研究趋势:由于全球环境及政策变化，近年来国内外相关文献高频关键词围绕“建筑节能”呈多元化发展趋势，学者们应在满足使用者热舒适前提下从“热舒适评价”基础理论、“个性化通风”研究对象、“数值模拟”研究方法等多元视角挖掘建筑节能潜力，拓展建筑气候适应性设计创新研究。
参考文献：
[1]曹彬，朱颖心，欧阳沁，等.公共建筑室内环境质量与人体舒适性的关系研究[J].建筑科学，2010，26(10):126-130.
[2]彦启森，石文星.空调器的发展历程与展望[J].制冷与空调，1997(3):10-16.
[3]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[M].北京:中国建筑工业出版社，2019.
[4]杨思洛，韩瑞珍.国外知识图谱绘制的方法与工具分析[J].图书情报知识，2012(6):101-109.
[5]FANGERPO.Thermalcomfort[M].Copenhagen:DanishTechnicalPress，1970.
作者：高源1，2，池婧祎1，母芳初1，袁景玉1，2
