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气候变化被认为是当前人类社会面临的最严重威胁之一，这一全球性挑战日益引起国际社会的广泛关注[1-2]。过度的能源消耗会导致温室气体排放量增加，从而加剧气候危机的严峻性。因此，绿色、低碳、可持续的发展模式已经成为全球共识，各国纷纷致力于通过政策和技术手段来减少碳排放，以应对气候变化带来的挑战[3]。作为世界上最大的能源消费国和 CO2 排放国，中国在应对气候变化方面肩负着重要责任。已有研究表明，2020 年，中国的能源消耗约占全球一次能源消耗的 26.13%[4]。在这一背景下，中国政 府明确提出了 2030 年前实现“碳达峰”、2060 年前实现“碳中和”的“双碳”目标。为实现这一目标，各行各业都有必要进行深度结构调整与绿色转型。建筑行业的能源消耗占社会能源总消耗量的约 30%，建筑碳排放占社会总碳排放量的 51.3%[5-6]。基于此，我国发布了《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》等文件。此外，随着我国城镇化进程的加快，城市发展逐渐从增量扩张转向存量更新。因此，推动建筑绿色低碳改造是助力我国实现“双碳”目标的关键环节之一。
近年来，建筑绿色低碳更新领域的研究发展迅速，取得了累累硕果，但这些成果还缺乏系统性梳理与分析。笔者通过 CiteSpace 软件对国内外相关文献进行计量分析，汇总当前建筑绿色低碳改造的研究成果，并梳理其发展脉络以进一步挖掘城市更新背景下的绿色低碳建筑改造研究热点与趋势。
1.1 数据来源
本研究的数据源于中国知网 (CNKI) 论文数据库与 Web of Science（WOS）英文核心数据库。在 CNKI 数据库中，笔者以“建筑改造”与“绿色”作为检索关键词，检索时间不限，检索范围为学术期刊，学科限制为建筑科学与工程，最终获得相关主题的期刊文献共 1 286 篇。在 WOS 英文核心数据库中，笔者以“building retrofitting”“green”作为检索关键词，时间范围为无限制，共获得 635 篇相关文献。这些文献涵盖绿色建筑与建筑改造的各类研究成果，为建筑绿色低碳改造提供了丰富的理论和实践参考。外文文献分析进一步为该研究主题分析提供了国际视野，使得研究热点与趋势挖掘更为全面。
1.2 数据处理与分析方法
笔者通过定性与定量分析相结合的方法，对“绿色低碳建筑改造”这一主题的中外文献进行了系统梳理与深入研究。数据处理首先是通过 CiteSpace 软件对获取的文献数据进行可视化分析，通过关键词共现分析识别出高频关键词，揭示绿色低碳建筑改造领域的核心研究主题和热点问题；通过聚类分析发现不同研究主题的聚合特征，挖掘出相关研究的主要方向和领域。此外，笔者还对筛选出的文献发文作者和发文机构的信息进行了详细分析，识别出该领域的主要研究者与研究机构，了解各研究人员与高校的合作网络与研究影响力。
基于 CiteSpace 的可视化分析结果，进一步采用了比较归纳法和文献综述法对获取的文献数据进行深入分析[7]。比较归纳法能够系统地比较中外研究在绿色低碳建筑改造领域的异同，揭示出不同文化背景和研究环境下的研究特点和发展趋势；文献综述法则用于整合现有研究成果，以进一步挖掘未来研究的潜在方向与关键问题。
2.1 发文趋势分析
笔者对 2008—2024 年的 1 381 篇中文文献与 634 篇英文文献进行历年发文量统计分析，结果如图 1 所示。
由图 1 可知，以“建筑改造”与“绿色”为主题的研究在中英文期刊相关文献的发表数量均呈现逐年上升的趋势。此外，相比较而言，中文学者在该研究领域更加活跃，研究成果更多。
由 CNKI 数据库的分析结果可知，2016 年以来，每年该类主题公开发表文献高达 100 篇以上，目前发文量最多的年份是 2023 年，有 142 篇相关文献。截至 2024 年 7 月，2024 年已有 135 篇相关中文研究成果。依据这一发文趋势，预计 2024 年发表的以“绿色低碳建筑改造”为主题的中文文献将创历年新高。这一趋势也符合《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确提出的“城市更新行动”[8]，强调未来城市建设重心将从增量转向存量，更新代替新建。同时，这也反映了国家政策对学术研究发展的推动作用。
WOS 数据库相关英文文献的发表数量趋势显示，2018 年以来，绿色建筑改造主题的相关研究显著增加，在2023 年达到年发文量的顶峰，数量为 95 篇。这表明在国际学术界，绿色建筑改造主题的相关研究也成为近年来的热点之一。
综上所述，中英文领域的研究热点近年来逐渐转向改造类项目，尤其是绿色低碳建筑改造的研究。在政策推动和学术关注下，预计这一领域的研究热度将继续保持高涨，未来可能会有更多创新性的研究成果出现，进一步推动建筑业的绿色转型与可持续发展。
2.2 发文作者分析
笔者对 2000—2024 年发表的 1 381 篇中文文献与634 篇英文文献的作者进行分析，以识别出在绿色低碳建筑改造领域的主要研究者及其合作关系网络。
CNKI 数据库中相关文献的发文作者合作网络图如图 2 所示。
由图 2 可知，2010—2015 年，绿色低碳建筑改造领域的主要研究学者包括王清勤、叶凌、程志军、王俊等[9-12]。这一时期，这些学者通过频繁的合作，共同发表论文，构成了紧密的合作网络，为该领域奠定了坚实的研究基础。2015—2020 年，研究者的阵容发生了一些变化。叶凌、王清勤等研究人员继续在该领域保持活跃[13]。他们的持续研究和合作进一步深化了对绿色低碳建筑改造的理解，推动了该领域的不断前进。同时，冯晓彤、王启庆、李明惠等[14-15]也在该时期围绕该主题展开了深入探索。2020 年至今，郭汉丁、金振兴和贺雨桐等学者成为这一阶段的主力军[16]。他们的研究不仅推动了领域的进一步发展，还通过相互协作，形成了新的学术网络，显著提升了研究的广度和深度。
WOS 数据库中相关文献的发文作者合作网络图如图3 所示。
由图 3 可知，该网络主要在 2015 年之后形成。2015 年以前的合作网络相对稀少，仅有由 Nicknam、Eslamian 和 Bozorgnasab 等学者组成的合作群体。然而，2015—2020 年，合作网络逐渐扩大并形成了多个主要群体。其中，包括以 Yue Tao 和 Zuo Penglai 等为代表的合作团队，以及 Fernot、Niculita-Hirzel、Licina 等的合作群体，还有 Bazzocchi 和 Banti 等的合作网络。近年来，尤其是过去的一两年内，围绕这一主题开展研究的主要学者逐渐变成了 Yang、Sun、Li 和 Liu 等人。这一现象表明，中国的研究者正在逐步拓展英文领域的研究，其在国际期刊上的活跃不仅提升了中国学者在该领域的影响力，也促进了全球范围内的学术交流和合作。这种趋势显示出中国在相关研究领域的实力正在不断增强，并且研究成果正在得到国际学术界的广泛认可。未来，随着更多中国学者参与国际合作和发表英文论文，这一领域的研究将在全球学术界产生重要影响。
综上所述，2010 年至今，绿色低碳建筑改造领域的研究者网络不仅在不断发展壮大，而且其合作关系也日趋复杂和紧密。这种动态变化反映了该领域的研究前沿和热点随时间推移的演变过程，同时也展示了不同研究者之间的协同作用及其对领域发展的推动作用。
2.3 发文机构分析
CNKI 数据库绿色低碳建筑改造领域发文机构数据的可视化分析如图 4 所示。
由图 4 可知，西安建筑科技大学、中国建筑科学研究院、天津大学等多个高校和研究中心在该领域拥有丰富的学术成果，并且保持一定学术活跃度。从时间维度来看，西安建筑科技大学、中国建筑科学研究院和山东大学在该领域的研究具有高度的持续性，表明这些机构在绿色低碳建筑改造方面一直投入了大量的资源和精力，保持了长期的研究关注和稳定的产出。近年来，天津城建大学生态宜居城市与可持续建筑管理研究中心与南昌大学在绿色低碳建筑改造领域表现出显著的研究活跃度。这些新兴机构的加入，不仅为该领域注入了新的研究力量，也推动了相关研究的进一步发展。此外，中国建筑科学研究院与沈阳建筑大学、重庆大学、北京建筑大学之间在绿色低碳建筑改造领域的互动密切，这表明以上机构之间存在明显学术合作关系。这些合作关系不仅促进了知识和技术的交流，也有助于推动跨机构研究项目的实施，提高研究成果的质量和影响力。
WOS 数据库绿色低碳建筑改造领域的发文机构情况如图 5 所示
由图 5 可知，我国的同济大学、清华大学、香港理工大学等高校在该领域的国际学术中展现了较高的影响力和活跃度。从活跃时间节点来看，我国高校对这一主题的研究主要集中在 2020 年之后。在此之前，国际上主要是加利福尼亚大学伯克利分校（University of California,Berkeley）、劳 伦 斯 伯 克 利 国 家 实 验 室（Lawrence Berkeley National Laboratory）以及北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）等国外高校和实验室占据主导地位。从时间延续性的角度分析，香港理工大学、同济大学和西安建筑科技大学在绿色低碳建筑改造领域的学术产出较为持续且影响深远。这些高校不仅在数量上有显著的研究成果，而且在质量上也保持着较高的学术水准，这表明其在这一领域的长期投入和研究热情。此外，图 5 还揭示了各高校和研究机构之间的合作关系。香港理工大学与同济大学之间有明显的合作关系，重庆大学与其他多所国内外高校和研究机构也有互动紧密。除了中国的主要研究机构外，麻省理工学院（MIT）、哈佛大学（Harvard University）、伦敦大学学院（UCL）等国际知名高校和研究中心也对该领域展开了深入探索。这些国际机构与我国的主要研究机构有着不同程度的合作关系，这表明该领域的研究具有高度的国际性和跨国合作特点。
总体来看，图 4、图 5 全面反映了国内外建筑科学与技术领域的研究格局，展示了主要学术机构的研究产出、合作关系和影响力。这不仅有助于识别在该领域具有关键影响力的研究机构和学者，也为未来的研究合作、资源配置和政策制定提供了宝贵的参考。
3.1 研究热点
笔者基于 CiteSpace 对 CNKI 数据库中关于“绿色建筑改造”的 1 381 篇研究文献进行了关键词共现分析，结果如图 6 所示。图中节点的大小代表了关键词在文献中出现的频次，节点越大，表明该关键词出现的频次越高。由此可见，“绿色改造”“节能改造”“绿色节能”“绿色技术”等关键词是该领域的研究热点。此外，节点的颜色深入挖掘了各个研究热点的出现时间及其持续时间。由图 6 可知，“绿色建筑”和“节能改造”这一研究热点早在 2005 年便已出现，并延续至今。近年来，研究热点逐渐聚焦于“建筑能耗”“改造策略”以及“低碳”等方向。这种研究重点的转变，与我国近年来推行的“双碳”策略和节能减碳需求相一致。具体而言，“绿色建筑”和“节能改造”的研究在早期主要集中在基础理论和技术方法的探讨上，而随着时间的推移，研究的重点逐渐向实际应用和综合策略转移。例如，“建筑能耗”研究不仅关注如何降低建筑设计与运营过程中的能耗[17-18]，还探讨了能耗监测与管理的方法[19]；“改造策略”则涉及如何通过科学的设计规划与实施有效的改造方案来提升建筑的整体能源效率[20]；“低碳”则更多地关注通过技术创新和政策引导，实现建筑行业的可持续发展和碳排放的减少[21]。
笔者对 WOS 数据库中的相关研究文献进行关键词共现分析，结果如图 7 所示。
图 7 中没有明显核心研究热点，关键词分布较为均匀，主要聚焦于“performance（性能）”“energy efficiency（ 能效）”与“simulation（仿真）”等领域。从研究时间节点来看，WOS 数据库中大部分研究热点出现于 2015 年之后，如“multiobjective optimization（多目标优化）”“energy saving（节能）”与“strategy（策略）”等热点。其中，“节能”与“ 策略”与 CNKI 数据库的近年热点一致，说明最近几年的建筑改造研究重点关注节能领域以及改造策略的选择。此外，外文文献还提及了“多目标优化”这一关键词，这表明在绿色建筑改造领域中，研究者开始关注如何在多个目标之间进行平衡，如成本、能效、环境影响等[22]。这种方法可以提供更综合的解决方案，符合现代建筑改造的复杂需求。
通过对国内外相关研究的关键词共现网络的分析，不难发现在绿色建筑改造领域，研究关注点逐步从理论与方法转向实际应用、综合策略选择、多目标优化等方向。
3.2 研究趋势
通过对 CNKI 数据库中的相关文献进行关键词聚类与演变分析，笔者发现以“绿色建筑改造”为主题的中文研究大致可分为 13 类，具体包括“绿色改造”“节能改造”“评价体系”等类型，具体如图 8 所示。再由不同聚类的形成时间节点结果进一步分析，笔者发现“绿色建筑改造”与“节能改造”均是在“评价体系”形成后的热点，这表明绿色建筑改造的发展在很大程度上有赖于评价体系的成熟和完善[23]。这是因为评价体系的形成为绿色建筑改造提供了标准和框架，使得相关研究有了明确的方向和目标。评价体系不仅是改造效果的衡量工具，更是指导改造策略制定的重要依据。此外，这一演变轨迹还表明了建筑改造研究的重心自 2016 年开始逐步从理论探索转向实践应用。
由图 8 可知，在“评价体系”形成后的几年里，“绿色改造”和“节能改造”研究迅速增长，并开始关注生态策略、智能化设计以及改造效益等方面，进一步提升建筑设计与改造的科学性[24-26]。此外，“改造策略”这一研究热点在 2020 年前后得到广泛关注。近年来，该领域的研究多数围绕研究型综述展开，侧重于改造设计中的公众参与度、演化博弈以及具体的改造设计研究架构。可见，公众参与度在建筑改造中扮演着至关重要的角色[27]。改造设计不仅要符合技术标准和节能要求，还需满足公众的实际需求和期望，特别是在住区改造过程中，居民的安置问题成为关键因素。确保改造方案能够得到居民的理解和支持，有助于减少项目实施中的阻力，提高改造的顺利度和满意度。此外，值得关注的是演化博弈理论在改造策略研究中得到了广泛应用[28]，它是一种结合了博弈论和进化生物学的方法，强调个体策略的动态变化和适应性，适用于改造过程中各方利益的平衡和冲突，为改造中的节能量、改造费用等目标提供了综合最优解的可能。最后，具体的改造研究架构设计成为近年热点之一，这也反映了学术界对该领域的高度关注，以及当前城市发展阶段的实际改造需求与政策对绿色低碳改造强劲推动。
从 WOS 数据库的关键词聚类与演变情况来看，这一领域的主要研究可分为 9 类，具体包括“energy efficiency（ 能效 ）”“machine learning（ 机器学习）”“genetic algorithm（ 生成式算法）”“carbon sequestration（碳汇）”等，具体如图 9 所示。
与 CNKI 数据库的聚类结果不同，WOS 的相关类型分类中出现了部分算法，这表明同一时期在绿色低碳建筑改造的外文研究中，学者们已经开始关注前沿算法与建筑的交叉可能，力求通过机器学习简化改造中的建筑性能评估[29]，这是由于机器学习技术能够处理大量的建筑数据，通过训练模型以快速评估建筑性能，具体包括能耗预测、室内外风、光、热环境质量预评估等[30]。此外，生成式算法也是近年来外文文献中的研究热点[31]。它基于计算机算法生成建筑设计方案，通过设置相应的设计目标与约束条件，自动生成并优化方案。与传统的手工设计不同的是，生成式设计算法能够探索大量设计方案，从中筛选出最佳解决方案以进一步提高设计效率与质量。这一设计流程通常与参数化设计、优化算法相结合。
从聚类的关键词演变情况还可以进一步发现机器学习通常与建筑性能、多目标优化以及碳排放、碳中和等关键词相关，这也反映了外文领域该研究方向的重要趋势，具体包括以下 3 点。
（1）建筑性能与能效提升。通过机器学习模型，预测建筑物的能耗趋势，制定能效优化策略。同时，实时监测与管理建筑能耗，降低能源浪费，提升整体能效。
（2）多设计目标的综合考虑。同时考虑多个设计目标和约束条件，实现设计方案的全局优化，帮助设计师做出最优的设计决策。
（3）建筑节能降碳。通过改造维护结构、暖通空调系统、照明系统等实现建筑性能优化，进一步减少建筑能耗。此外，改造中还关注了屋顶绿化等碳汇措施，进一步实现碳减排。
通过综合对比 CNKI 文献库与 WOS 文献库的关键词聚类与演变结果可以发现，中文领域对于绿色低碳建筑改造的研究在智能化领域涉足尚浅，是未来可深入挖掘的热门方向。此外，建筑改造在国内外均关注建筑能耗要素，说明节能减碳已成为当下全球城市更新的大势所趋。通过这一综合分析，可以更好地理解绿色建筑改造领域的现状和未来发展趋势，为相关研究和实践提供有力的支持和参考。
笔者基于 CiteSpace 对 CNKI 数据库与 WOS 数据库中以“绿色”“建筑改造”等为主题的相关研究进行了可视化分析。基于分析结果，得出如下结论。
（1）绿色低碳建筑改造是当前存量城市的研究热点。随着城市化进程的加快与可持续发展理念的普及，绿色建筑改造成为了存量城市建设中的重要议题。此外，我国出台的一系列相关政策文件，如《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》《关于进一步做好城市既有建筑保留利用和更新改造工作的通知》等，表明绿色低碳建筑改造是未来建筑行业的大势所趋。
（2）跨学科的交叉研究的必要性。虽然中国学者较早开始关注绿色低碳建筑改造这一领域，但在国际研究中，外文文献的学科视野更加开阔，其中涵盖了更多的先进技术和方法，如参数化设计、机器学习、多目标优化等，为建筑低碳改造提供了新的思路与新工具。
（3）低碳改造领域国际合作的可能性。国际范围内，中国高校与学者在绿色低碳建筑改造研究方面逐渐崭露头角。当前全球气候变化是世界各国共同面临的挑战，通过国际合作，可以实现技术共享和创新。如将中国在建筑节能技术方面的丰富经验与国外智能建筑与先进算法方面领先优势相结合，将促进技术的综合应用和创新。
