李 洪 楊 靜 范佳宸

(1.廣西科技大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，柳州 545006；2.廣西科技大學(xué) BIM研究中心，柳州 545006)

引言

近些年，建筑業(yè)發(fā)展規(guī)模的增長速度呈現(xiàn)出放緩的趨勢，傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的粗放型現(xiàn)場施工方式表現(xiàn)出了越來越不適應(yīng)綠色可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)形勢，而具有工期短、質(zhì)量高、更綠色環(huán)保等特點(diǎn)的裝配式建筑逐漸進(jìn)入人們的視野。為加快我國城市化發(fā)展進(jìn)程，發(fā)展裝配式建筑也逐漸成為一種行業(yè)趨勢。裝配式建筑隨即也得到了我國政府部門的高度重視，國家及地方政府針對裝配式建筑出臺了許多有關(guān)的法律文件、規(guī)章制度以及優(yōu)惠政策。但裝配式建筑在國內(nèi)還處于起步階段，國內(nèi)沒有一套標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝流程，從而導(dǎo)致其成本比現(xiàn)澆式建筑高出20%～40%左右不等，因此不難看出，成本問題一直是制約裝配式建筑發(fā)展的重要原因。

本文通過可視化分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析對國內(nèi)外大量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量分析，生成關(guān)鍵詞知識圖譜，研究近年來裝配式建筑成本控制的國內(nèi)外熱點(diǎn)與趨勢，總結(jié)出國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，找到主要影響裝配式建筑成本的因素，為我國建筑業(yè)的發(fā)展提供一定的參考價(jià)值。

1 研究方法及數(shù)據(jù)采集

1.1 研究方法

CiteSpace是一款能從海量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)中找到所研究知識領(lǐng)域最關(guān)鍵信息的軟件，能夠直觀、清晰地展示出數(shù)據(jù)信息化的知識圖譜，便于研究者們快速探索相關(guān)知識領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1]。

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)理論的一個(gè)具體工具，通過對人與人之間、組織之間、信息之間或知識處理實(shí)體之間的關(guān)系進(jìn)行描述，從而對其價(jià)值進(jìn)行估量[2]。

1.2 數(shù)據(jù)采集

本文國外研究現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)來源于Web of Science數(shù)據(jù)庫(簡稱WOS)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，點(diǎn)擊WOS-清華/北大(1900年不含JCR)入口，選擇“基本檢索”與“所有數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)，搜索類型為主題并輸入“Cost control of prefabricated building”，時(shí)間跨度為最近五年，共檢索到6 304篇有關(guān)裝配式建筑成本控制的英文文獻(xiàn)，點(diǎn)擊導(dǎo)出并選擇“其他文件格式”，由于記錄來源一次不得超過500條，需要分次進(jìn)行導(dǎo)出，記錄內(nèi)容選擇“作者、標(biāo)題、來源出版物、摘要”，文件格式選擇純文本，選擇導(dǎo)出并放入指定文件夾。

國內(nèi)研究現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)(簡稱CNKI)，通過進(jìn)入網(wǎng)站選擇高級檢索，主題輸入“裝配式建筑成本控制”，時(shí)間直至2020年5月12日，共檢索到133篇有關(guān)裝配式建筑成本控制的期刊文獻(xiàn)，將檢索到的文獻(xiàn)全選并選擇上方的“導(dǎo)出與分析”，導(dǎo)出文獻(xiàn)選擇Refworks格式且資源類型為全記錄、全文本，點(diǎn)擊導(dǎo)出并放入指定文件夾保存。

為了彌補(bǔ)國內(nèi)裝配式建筑成本控制研究文獻(xiàn)較少的缺陷，同時(shí)采用UCINET軟件對從中國知網(wǎng)檢索出來的133篇有關(guān)裝配式建筑成本控制研究的文獻(xiàn)進(jìn)行社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析，通過網(wǎng)絡(luò)的中心性聯(lián)系中分析其研究熱點(diǎn)與趨勢，找出影響裝配式成本的關(guān)鍵。

圖1為中國知網(wǎng)檢索裝配式建筑成本控制的計(jì)量可視化分析發(fā)文量趨勢圖，從圖中可以看到，我國研究學(xué)者發(fā)表的有關(guān)裝配式建筑成本控制的第一篇文獻(xiàn)出自2015年，2015年至2018年每年增長速度都有在提升，尤其在2017年至2018年這一年里上升最快，但從2018年往后直到2020年這兩年間文獻(xiàn)發(fā)表的速度雖然在增長但卻開始減緩，并且在這五年里有關(guān)裝配式建筑成本控制研究的文獻(xiàn)年發(fā)表量不超過75篇。

圖1 歷年發(fā)文量趨勢圖

2 研究熱點(diǎn)分析

2.1 國外研究現(xiàn)狀分析

圖2是通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)從CiteSpace軟件運(yùn)算得出的關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖譜。

圖2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖譜

表1所示的是裝配式建筑成本控制研究關(guān)鍵詞高頻次節(jié)點(diǎn)選取頻數(shù)大于等于80并剔除與本論文研究主題無關(guān)的關(guān)鍵詞所形成的從高到低排列的表格，繪制的具有高頻次的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)共15個(gè)?？梢园l(fā)現(xiàn)國外學(xué)者對于裝配式建筑成本控制的研究較早，集中在2015-2016年，研究導(dǎo)致成本產(chǎn)生的主要影響因素，并發(fā)現(xiàn)與構(gòu)件的設(shè)計(jì)、性能、加工制造等方面緊密相連。

表1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析列表

表2所示的是裝配式建筑成本控制研究高中心性關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)選取中心度大于0.02并剔除與本論文研究主題無關(guān)的關(guān)鍵詞所形成的表格，得到高中心性關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)共12個(gè)，通過整理排序，將關(guān)鍵詞按照中心度由高到低的順序依次排列。從表2中可以看出，除了檢索的關(guān)鍵詞外，“可持續(xù)性”、“性能”、“運(yùn)輸”等關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率也較高，是近幾年來各學(xué)者研究如何控制裝配式建筑成本方面的重點(diǎn)所在。

表2 高中心性關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)列表

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論：

(1)Design(設(shè)計(jì))以及Building block(構(gòu)件)在高頻數(shù)和高中心度上均位于前三，可以看出其是當(dāng)前裝配式建筑的研究熱點(diǎn)與研究方向。雖Cost(成本)問題也比較靠前，但距以上兩點(diǎn)還有一定的距離，這也說明目前裝配式建筑的成本問題還沒有得到足夠的重視。通過對關(guān)鍵詞的中心度進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)Efficiency(效益)、Cost(成本)、Sustainability(可持續(xù)性)等9個(gè)關(guān)鍵詞的中心度都為0.02，說明這幾個(gè)關(guān)鍵詞聯(lián)系比較緊密，同樣也是裝配式成本控制的研究方向。

(2)由于本文檢索的文獻(xiàn)數(shù)量較大，導(dǎo)致中心度的數(shù)值偏小。

(3)文獻(xiàn)的檢索年限為2015年至2020年，但整理出來的關(guān)鍵詞與中心度大部分都在2015年出現(xiàn)，可見國外對于裝配式建筑成本控制的研究較早。

通過知識圖譜的可視化分析，可以得出裝配式建筑成本控制在整個(gè)研究網(wǎng)絡(luò)中受到國外學(xué)者們關(guān)注，借鑒國外部分學(xué)者的觀點(diǎn)，把裝配式建筑成本研究的現(xiàn)狀概括為以下幾點(diǎn)：

(1)建筑業(yè)與信息網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)相結(jié)合

“Model(模型)”、“Simulation(仿真)”等關(guān)鍵詞的高頻次數(shù)與高中心度，展現(xiàn)了近年來建筑業(yè)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，并且國外學(xué)者們嘗試采用各種新興技術(shù)與建筑成本控制相結(jié)合，例如，Vishal Naranje， Rajguru Swarnalatha通過在預(yù)制建筑構(gòu)件上安裝射頻識別(RFID)并結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD模型，做到在施工過程中節(jié)省時(shí)間、降低成本[3]。

(2)建筑工程項(xiàng)目的施工過程方面

“Fabrication(加工制造)”、“Design(設(shè)計(jì))”、“Transport(運(yùn)輸)”等關(guān)鍵詞表明國外學(xué)者們在研究建筑成本控制時(shí)也十分注重從施工過程的角度出發(fā)。Wei Zhang， Ming Wai Lee， Lara Jaillon， Chi-Sun Poon提出后期更改設(shè)計(jì)是使用預(yù)制的主要障礙，將預(yù)制構(gòu)件的實(shí)施立法和采用設(shè)計(jì)、建造采購方法可以促進(jìn)預(yù)制構(gòu)件的使用[4]。Rafaela Bortolini， Carlos Torres Formoso， Daniela D.Viana利用BIM4D模型與ETO預(yù)制建筑系統(tǒng)對現(xiàn)場裝配式的運(yùn)輸進(jìn)行規(guī)劃與控制[5]，降低運(yùn)輸成本。

(3)從裝配式建筑發(fā)展歷程的角度

“Construction industry(建筑業(yè))”、“self-assembly(裝配式)”、“Construction(建筑)等關(guān)鍵詞，各地的研究學(xué)者們在研究有關(guān)裝配式建筑成本控制內(nèi)容時(shí)，也會(huì)從裝配式建筑、整體建筑業(yè)發(fā)展歷程等方面進(jìn)行研究。Lara Jaillon， C.S. Poon對香港高層住宅發(fā)展中的預(yù)制技術(shù)的演變進(jìn)行探討、研究。Ji Yingbo，Qi Lin，Liu Yan采用決策、試驗(yàn)和評價(jià)實(shí)驗(yàn)室(DEMATEL)模型和分析網(wǎng)絡(luò)過程(ANP)方法對中國建筑業(yè)的因果關(guān)系進(jìn)行量化，并根據(jù)其重要性對關(guān)鍵延誤因素進(jìn)行優(yōu)先排序[6]，從而降低成本。

(4)發(fā)展可持續(xù)性，降低建筑物能耗方面

從國外的裝配式發(fā)展歷程可知，二戰(zhàn)以后，美國、德國、法國等發(fā)達(dá)國家的國外學(xué)者對裝配式建筑進(jìn)行了大量的研究，走向裝配式結(jié)構(gòu)體系逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)澆體系的道路。從“Sustainability(可持續(xù)性)”等關(guān)鍵詞我們也能發(fā)現(xiàn)為緩解世界巨大資源、環(huán)境壓力的情況下，學(xué)者結(jié)合裝配式建筑做了許多有關(guān)可持續(xù)發(fā)展的研究，例如Yuan Chang， Xiaodong Li， Eric Masanet， Lixiao Zhang， Zhiye Huang， Robert Ries從供應(yīng)鏈的角度分析預(yù)制建筑的綠色發(fā)展機(jī)遇，闡明獲得綠色利益的戰(zhàn)略[7]。

(5)從建筑的性能與特性角度

從“Stability(穩(wěn)定性)”、“Performance(性能)”、“Impact(影響因素)”等關(guān)鍵詞的角度出發(fā)，研究者們對建筑的性能與特性方面進(jìn)行研究，例如Yahyaei Behnaz，Asadollahfardi Gholamreza，Salehi Amir Masood根據(jù)ASTM和BS標(biāo)準(zhǔn)，使用硅灰、粉煤灰、礦渣、沸石以及硅灰和粉煤灰的混合物，以不同的混凝土配合比設(shè)計(jì)，利用處理后的生活廢水生產(chǎn)自密實(shí)混凝土(SCC)的可行性[8]。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

圖3是將國內(nèi)裝配式建筑成本控制研究檢索的文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析。

圖3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖譜

表3所示的是裝配式建筑成本控制研究關(guān)鍵詞高頻次節(jié)點(diǎn)選取頻次大于2的列表。借助CiteSpace軟件運(yùn)行計(jì)算，繪制的具有高頻次的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)共22個(gè)。

表3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析列表

表4 高中心性關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)列表

將133篇文獻(xiàn)期刊提取高頻關(guān)鍵詞通過Data數(shù)據(jù)源軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并利用COOC軟件將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為共現(xiàn)矩陣，最后再將這個(gè)共現(xiàn)矩陣導(dǎo)入U(xiǎn)CINET數(shù)據(jù)處理軟件，進(jìn)行社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析，得到關(guān)鍵詞的點(diǎn)度中心度共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜。

從圖4中可以看出，對三個(gè)檢索詞“裝配式建筑”、“成本控制”、“裝配式”以外的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，可以得到國內(nèi)裝配式建筑成本控制研究熱點(diǎn)主要集中在“成本分析”、“成本管理”、“價(jià)值工程”、“影響因素”、“仿真”、“BIM”等方面，這些因素除了檢索詞外都處在較為中心的位置。

圖4 點(diǎn)度中心度共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

從表5中可以看出“裝配式建筑”的點(diǎn)度中心性密度為106，是密度關(guān)鍵詞里最高的，成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜中的核心，“成本控制”、“裝配式”、“預(yù)制構(gòu)件”、“成本分析”、“建造成本”、“影響因素”等其余的關(guān)鍵詞也均處于圖中的領(lǐng)導(dǎo)地位且中心性位于平均點(diǎn)度中心性之上。

表5 部分關(guān)鍵詞點(diǎn)度中心度數(shù)據(jù)

“施工階段”、“建造成本”、“成本分析”、“預(yù)制構(gòu)件”和“影響因素”的中介中心度較高，說明在裝配式建筑成本控制研究的熱點(diǎn)問題中，這些核心關(guān)鍵詞比較明顯且與點(diǎn)度中心度的部分關(guān)鍵詞相同，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)裝配式建筑在施工階段的成本控制較為突出。

表6 部分關(guān)鍵詞中介中心度數(shù)據(jù)

根據(jù)表7可以看到，關(guān)鍵詞“裝配式建筑”的最小接近中心度距離為1 280，為所有高頻關(guān)鍵詞中控制最強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)，其余關(guān)鍵詞的接近中心度水平也低于平均接近中心度，說明了這些關(guān)鍵詞與其他關(guān)鍵詞的聯(lián)系都相對密切。

表7 部分關(guān)鍵詞接近中心度數(shù)據(jù)

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：

(1)從2015年至2020年的六年期間，各地建筑業(yè)研究學(xué)者的關(guān)注熱點(diǎn)逐漸向著對裝配式建筑成本的控制方面靠攏，但真正開始重視這方面的研究是在2018年至2019年。

(2)由于國內(nèi)學(xué)者們對于裝配式建筑成本控制的研究成果較少，表明網(wǎng)絡(luò)中研究的裝配式建筑成本控制問題較分散，各關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系不夠緊密。

結(jié)合以上CiteSpace可視化數(shù)據(jù)的分析以及社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析，并借鑒國內(nèi)部分學(xué)者的觀點(diǎn)，可以把裝配式建筑成本控制研究現(xiàn)狀可分為以下幾方面：

(1)融入以BIM技術(shù)為代表的創(chuàng)新性技術(shù)方法

高頻次關(guān)鍵詞、高中心性數(shù)據(jù)與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜都出現(xiàn)了“BIM”一詞，說明BIM技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成為一種行業(yè)趨勢，在未來一段時(shí)間內(nèi)將是建筑業(yè)發(fā)展的一大熱點(diǎn)。羅曉峰、邢國徽以BIM為核心的信息化管理手段，研究項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到施工的精細(xì)化管理，以提升整個(gè)項(xiàng)目的總體管理水平[9]。王天佑運(yùn)用BIM技術(shù)與實(shí)際案例相結(jié)合，研究BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)與建設(shè)階段對成本的控制[10]。

(2)從施工過程的各階段考慮對成本的控制

“生產(chǎn)成本”、“施工階段”等關(guān)鍵詞從全過程角度出發(fā)，階段性分析問題，針對性地提出對裝配式建筑成本的控制措施。孫磊、劉雅雅從裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)角度出發(fā)，分析成本控制的問題，提出降低構(gòu)件生產(chǎn)成本的措施[11]。

(3)采用前沿的研究方法，并建立合理的模型

從“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)”、“價(jià)值工程”等關(guān)鍵詞可以看出目前我國研究學(xué)者在研究成本控制這塊領(lǐng)域知識所采取的方法，通常會(huì)結(jié)合模型來詮釋所研究的內(nèi)容。方保林通過將傳統(tǒng)現(xiàn)澆與裝配式建筑在設(shè)計(jì)、施工、管理和各生產(chǎn)階段進(jìn)行對比分析，利用價(jià)值工程法降低成本[12]。李德勝借助模糊綜合評價(jià)法，提出裝配式建筑成本影響最大的關(guān)鍵因素是標(biāo)準(zhǔn)化程度和預(yù)制率[13]。

(4)通過對比分析裝配式建筑的增量成本與影響因素

通過“影響因素”、“成本分析”、“增量成本”、“成本構(gòu)成”等關(guān)鍵詞，能看出研究者們的研究思路，將從成本產(chǎn)生的根本出發(fā)去剖析研究，從而找到裝配式建筑成本增加的部分并確定關(guān)鍵因素。例如，趙亮、韓曲強(qiáng)總結(jié)了裝配式建筑全過程成本增量的主要因素，建立層次分析的模型，研究各階段控制成本的方法[14]。毛寧寧結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目對工程總造價(jià)、分部工程造價(jià)進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)影響PC構(gòu)件成本的主要因素[15]。

3 研究結(jié)論

根據(jù)以上分析所得的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以得到我國裝配式建筑成本控制的研究雖然取得了一些成果，但仍還需要深入挖掘，得出以下幾個(gè)結(jié)論：

(1)我國對于裝配式建筑成本控制方面研究尚淺?？v觀國外裝配式建筑成本控制現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)，可以清晰地發(fā)現(xiàn)我國在研究這塊領(lǐng)域時(shí)起步較晚，且國內(nèi)大多針對裝配式建筑工程項(xiàng)目施工階段成本的控制進(jìn)行研究，選擇的方向較廣，缺少對某一方面深入細(xì)致的研究。

(2)我國研究歸納出影響成本的因素少、范圍小。關(guān)鍵詞高頻數(shù)與高中心度的數(shù)據(jù)分析集中分布在2018年與2019年，說明在這兩年里我國才開始真正意識到推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展，解決成本的障礙尤其關(guān)鍵。我國關(guān)于裝配式建筑影響因素的研究熱點(diǎn)僅集中體現(xiàn)在“BIM模型”、“增量成本”、“施工階段”方面； 國外對于裝配式建筑的控制主要影響因素體現(xiàn)在“網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)”、“施工”、“發(fā)展歷程的探討”、“可持續(xù)以及性能”五個(gè)方面。

(3)實(shí)用性研究不多。收集國內(nèi)有關(guān)文獻(xiàn)以及統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，大部分論文大同小異，研究的內(nèi)容主要是在分析裝配式建筑成本高的原因，但缺少有針對性且實(shí)用的方法措施研究，例如砌體穩(wěn)定性、材料特性等方面，能給出有效降低成本的方法很少，因此在學(xué)術(shù)研究上還需要具有實(shí)用性的突破。

(4)研究創(chuàng)新性不強(qiáng)。在研究控制裝配式建筑成本方面多數(shù)仍采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與價(jià)值工程的研究方法，易形成思維定勢，缺少足夠的實(shí)踐性理論與技術(shù)支持，仍需要更多的去學(xué)習(xí)國外具有創(chuàng)新性的裝配式成本控制方法。