6.2 全球技术发展态势

6.2.1 全球政策与行动计划概况

目前，因为竹建筑应用规模较小，尚未成为各国的主流建筑，所以各国尚未直接出台促进竹建筑产业发展的专项政策法规。但是，竹产业相对发达的国家和地区对竹材作为绿色建材的发展趋势和潜力已达成共识。例如，中国在2005年后出台了10多项有关促进绿色建筑产业发展的政策法规，鼓励在竹资源丰富的地区发展竹制建材和竹结构建筑。并且，由于中国木材资源的缺乏，加之竹材与木材的相似性，因此中国出台的《关于加快推进木材节约和代用工作意见》中也提到了鼓励竹制品的使用。

此外，从近年全球木结构建筑的应用和推广政策（包括2009年加拿大不列颠哥伦比亚省通过的 Wood First Act 等）来看，许多国家都正在逐步放开对木结构建筑层数的限制，允许建造更高的木结构建筑。这个发展趋势将大力促进低碳可再生材料的运用，为全球建筑业的节能减排贡献力量，极大缓解未来城市压力。因此，遵循木结构建筑的应用推广政策与行动计划，在适宜国家和地区发展竹结构建筑也应具有相当潜力。

6.2.2 基于文献和专利统计分析的研发态势

本项目主要针对全球竹建筑工程相关科研论文进行量化分析，以了解研究现状、热点和趋势等。同时针对市场上竹建筑相关专利信息，利用统计方法使其转化为具有纵览全局及预测功能的信息，用于了解市场现状、热门产品和未来需求等。

1.论文统计分析

本项目使用Web of Science（WoS）中的Web of Science Core Collection（WoSCC）数据库，利用iSS功能进行论文统计分析。论文检索时间范围为1976—2019年，从数据库中共检索了1921篇论文。在检索时，关键词设为“bamboo&architecture”“bamboo&structure”“bamboo&construction”“bamboo&housing”或“bamboo&building”。由于英文“structure”的检索内容包含部分竹材纳米结构论文，在筛选文献时已将这部分数据去除。

图6-1是1976—2019年全球竹建筑领域的论文发表数量变化趋势，反映了全球该领域论文发表数量随时间的变化趋势。通常情况下，数量增多代表该领域技术创新趋于活跃；数量平稳代表该领域发展趋于稳定，技术研究进入瓶颈期，技术创新难度增大；数量下降代表该领域被淘汰或被新技术取代，社会和企业创新动力不足。整体来看，全球竹建筑相关论文发表数量逐年增加的趋势明显，表明相关研究正在大量开展，并且技术创新处于活跃期。2017—2019年，该领域论文发表数量持续上升，分别为190篇、202篇和257篇。此外，竹建筑相关论文发表数量在2008年后开始明显上升，表明全球该领域在2010年前后开始活跃，说明这个时期该领域进入一个创新阶段，这与新兴的工程竹材作为建材在全球的应用和发展密不可分。

iSS中的论文统计分析结果可从不同角度进行分类，如国家、年份、机构等。中国等12国在竹建筑领域的论文发表数量变化趋势如图6-2所示。通常情况下，论文发表数量的多少代表国家对本领域的重视程度和研究支持力度，也反映了该国在本领域的技术发展状况和国际地位。图6-2选取了论文发表数量较多的前12个国家，这些国家在本领域的论文发表数量总和占全球本领域论文总量的98%。其中，位于前3位的中国、美国和日本分别发表了854篇、333篇和126篇论文。中国在本领域的论文发表数量占全球本领域论文总量的45%，说明中国在本领域的研究具有绝对的领先优势。

本章以2008年为时间节点，按照1976—2008年以及2009—2019年两个时间段，探讨各国竹建筑领域论文态势分析，并分别选取论文发表数量排前10名的国家进行比较，如图6-3所示。1976—2008年，论文发表数量排前3名的国家分别是美国、中国和日本。这些论文以圆竹建筑为主，也有少量关于工程竹材研究的文章。这与工程竹材在当时还未被大量使用，以及与中国在2009年前竹建筑研究和应用工作基本停滞的情况吻合。而2009—2019年，中国在本领域的论文发表数量已远超美国跃居第一位，论文发表数量超过全球本领域论文总量的一半。这说明2008年后中国在本领域投入了大量的科研力量，工程竹材作为一种新兴建材引起了科研工作者的广泛兴趣在这一时间段凸显出来。此外，1976—2008年，论文发表数量排前10的国家中没有东南亚国家，而2009—2019年，马来西亚和印度尼西亚跻身前列，表明这些国家也逐渐开始从现代建筑材料的角度去研究和应用竹材。

图6-4是iSS给出的基于竹建筑领域论文统计分析的国家合作网络图，每个节点代表一个国家，节点间的连线代表国家之间的合作。节点越大，代表该国论文发表数量越多；节点间的连线越粗，代表两国之间的合作频率越高。从图6-4中可以发现，中国与美国的节点比其他国家大，两国发表的相关论文数量占据大部分。中国、美国与其他国家之间均有许多连线，表明这3个国家与其他国家的合作比较频繁。而中国和美国之间的连线最粗，表明两国的合作频率最高。

将机构所发表论文按照数量进行排序，得到竹建筑领域论文发布机构分析图，如图6-5所示。该图反映了不同机构在本领域技术的发展现状、技术领先程度和国际地位。中国在本领域的论文发表数量占全球本领域论文发表总量的45%，排名前9的机构均为中国机构，分别是中国科学院、国际竹藤中心、南京林业大学、北京林业大学、湖南大学、浙江大学、中国林业科学研究院、宁波大学和华南理工大学。其中，4个机构为林业系统科研机构或以林业为特色的大学，其余5个为综合性科研机构或大学。

关键词词云分析是为了解数据库文献中所出现关键词的频率，进而快速获知本领域主要研究热点和方向。本项目针对1921篇竹建筑相关论文关键词进行了分析，选取了前8个频率最高的关键词进行列表，如表6-1所示。可以看出，大多数论文研究了竹材的力学性能，这也是建筑材料最核心的性能。由于竹材是一种复合材料，其性能主要取决于内部的微结构和纤维性能，所以相关研究也较多。此外，因竹材性能与木材相似，故许多研究也常常将两种材料进行对比。

2.专利统计分析

专利统计分析的主要目的是为了解竹建筑在市场上的应用情况，该方法也是一种获知本领域领先国家、机构或专家信息的好方法。经过专利统计分析得到的资料，可用来理解目前本领域现状，也可获知本领域遭遇的瓶颈等，有助于提供发展战略和技术的研究。仍然采用iSS对竹建筑相关专利进行量化分析，所得结果也可根据国家、年份、关键词的频率等分类，从多个角度进行解读。

专利统计分析使用的数据库为Web of Science（WoS）里的德温特专利索引（Derwent Innovations Index，DII）。这一数据库整合了德温特世界专利索引（Derwent World Patents Index，DWPI）与专利引文索引（Patents Citation Index，PCI），提供全球专利信息，包含了50多家专利机构。在专利统计分析中，时间范围锁定为1976—2019年，所使用的关键词与论文统计分析相同，勾选Construction Building Technology科目领域，筛选只与竹建筑相关的专利。从数据库中总共获取了4231项专利进行量化分析。

1976—2019年全球竹建筑相关专利申请数量变化趋势如图6-6所示。图6-6表明，竹建筑相关专利申请数量在2006年后开始飞跃增长，数量最多的3年分别是2016年、2017年和2018年，申请数量分别为451项、472项和475项。2019年竹建筑相关专利申请数量偏低的原因可能是数据信息滞后。从全球本领域的专利申请数量变化趋势可以看出，竹建筑是一个蓬勃发展的领域。

图6-7所示是各国竹建筑相关专利申请数量占比情况，申请专利数量排前5名的国家依次为中国、日本、韩国、美国和德国。中国共申请了3366项竹建筑相关专利，占全球竹建筑相关专利总量的82%，排名第二的日本共申请405项竹建筑相关专利，占全球竹建筑相关专利总量的10%，这两个国家就占了全部竹建筑相关专利申请数量的92%。对比各国竹建筑相关专利申请和论文发表数量，中国均排名第一，在科学研究和产业发展方面均居领先地位。日本虽然在竹建筑相关论文发表数量上排名第三，但是在专利申请数量上排名第二，这说明日本可能更注重研究成果的技术转化。

图6-8所示为竹建筑相关专利申请机构分布及排序，从图6-8可知，专利申请数量排前8名的机构均分布在中国，包括6个大学和2个企业。这说明中国大学不仅在论文发表上成绩突出，在专利申请方面也有杰出贡献。