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建筑幕墙与传统墙体相比，其轻质、高性能、丰富的表现力等优点，使其成为现代城市建筑的标配。随着我国改革开放的深入和国家经济实力的增强，建筑幕墙在我国建筑工程中也得到广泛应用。
二○○六年十二月，中华人民共和国建设部发布了《既有建筑幕墙安全维护管理办法》（建质〔2006〕291 号）、《全国既有幕墙排查通知》（〔2012〕29 号）、住房城乡建设部-国家安全监管总局联合发文《关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》（建标〔2015〕38号）等一系列文件，对“加强玻璃幕墙安全防护工作，保护人民生命和财产安全，充分认识玻璃幕墙安全防护工作的重要性，进一步强化新建玻璃幕墙安全防护措施，严格落实既有玻璃幕墙安全维护各方责任，切实加强玻璃幕墙安全防护监管工作”提出了具体要求和工作原则。
各地住建部门也陆续制定发布建筑幕墙安全评估、检测、鉴定的规范标准、管理办法等法规文件，明确了实施既有幕墙安全监管的部门及职责，使得政府对幕墙安全的监管工作常态化制度化。住建部门对既有幕墙安全监管能有法可依、依法行政，取得了良好的效果。
对于幕墙健康及安全状态的评价，目前主要采用定期检查检测鉴定方式，受限于评估周期和评价技术，其结论与幕墙安全状态有一定滞后，不能实时反映幕墙的运行状态。如何对幕墙工作状态实时监控，提供有效全面的安全预警，正被众多高校、企业和研究机构列为重点研究课题。
一、幕墙多发安全事故类型及成因
1、玻璃爆裂坠落
钢化玻璃爆裂坠落俗称玻璃雨，是最常见也是发生几率最高的幕墙安全事故之一，除玻璃本身的质量因素导致的自爆，装配质量、环境因素、玻璃面板固定约束方式等也会引发玻璃爆裂坠落。无论是哪一种情况，都可以归结为玻璃受力不均衡造成的玻璃局部应力超过玻璃破坏限值导致玻璃破裂而坠落。
2、面板坠落
包括玻璃、金属面板、石材、陶板以及其他非金属板的坠落。
面板与铝合金龙骨框架、钢柱、夹具等支承结构间通常采用螺栓、螺钉类紧固件或结构粘接等方式连接组装，面板将风、自重、地震等荷载力传递给支撑系统。当紧固件或结构粘结材料出现腐蚀、松动、老化、断裂丧失紧固功能后，面板在自重、风等外力作用下发生坠落。早期的表现通常表现为面板与支撑系统间装配位置关系发生异常变化。
3、组件构件坠落
开启扇、门扇等功能组件、幕墙板块坠落、装饰线、遮阳板等外部构件坠落。
开启扇作为幕墙重要的功能组件之一，出现的安全事故包括玻璃面板坠落和组件整体坠落两类，其中由于开启扇锁闭机构五金安装和使用不当，锁点不能闭合导致开启扇组件被风吹开发生坠落是一个重要原因。
门扇等功能组件、幕墙板块坠落、装饰线、遮阳板等外部构件坠落的主要原因与面板坠落类似。
4、支承结构垮塌
幕墙的支承体系如铝合金龙骨、钢结构、拉索拉杆预应力结构等发生破坏引起幕墙系统的崩溃垮塌。此类事故尤其以全玻幕墙垮塌的后果最为严重。
引起垮塌的主要原因可分为支承结构破坏和连接构造破坏两种类型。
支承结构破坏指支承结构的杆件变形或受力超出其承载能力。
连接构造破坏指预埋件锈蚀、焊缝开裂、锚栓拔出、螺栓锈蚀、断裂等导致的构造承载能力不能满足使用需求。
5、渗漏以及材料腐蚀
渗漏现象是幕墙最常见的质量或维护问题之一，虽然不属于安全事故，但由于渗漏导致隐蔽部位、连接构造等关键点材料腐蚀，使得材料机械性能降低，是引发安全事故的重要诱因。
二、幕墙健康状态量化评价技术：
现代科学技术通常采用传感器实现将各种变化量转换为可测量的电信号或信息输出。借助丰富多样的各类传感器，能够实现对幕墙健康运行状态和各种幕墙状态参数的变化数据的采集和处理。对幕墙失效进行量化评价，是实现幕墙运行实时监测及安全评价的基础。
传感器（英文名称：transducer/sensor），国家标准GB7665-87的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律（数学函数法则）转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。通常根据其用途可分为：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
1、传感器在幕墙健康监测中的应用
（1）位置、加速度感知类：
加速度、位置传感器可以测量感知开启扇、窗、门的开关状态、角度；遮阳帘、遮阳百叶等可调节角度构件的角度位置。结构支承系统的形变及位移变化，如挠度、长度、间隙变化；各种振动频率的测量；风速、气流等气候环境参数测量。
（2）压力感知类：
压敏和力敏传感器、加速度传感器测量感知面板震动、自振频率的变化；开启扇、窗、门的锁闭情况；拉索、拉杆内力，受力杆件内应力；密封设计密封情况、面板平整度变化等；载、自重荷载等荷载值的测量。
（3）温湿度感知类
测量感知面板温度变化；防火、保温构造温湿度变化；隐蔽位置温湿度变化（评价腐蚀的可能性）；渗漏情况，
（4）光学感知类
幕墙内外部环境光照强度、光线入射角度的变化；玻璃光学性能、热工性能测量；利用激光雷达感知外部构件或附着物位置变化、外部冲击侵入、开启扇起闭状态，高空抛物监测；表面涂层颜色变化。
（5）其他
金属构件导电率、腐蚀程度评价。
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三、幕墙健康状态实时监测系统
安全事故的发生有突发性，但在事故发生前一定有各种安全隐患和风险源长期持续存在，只有在导致事故的安全隐患量积累达到极限引起质变才会引发事故发生。
遵循安全生产管理的普遍规律和科学的治理方法论，对幕墙的重要组成及要素（风险源）工作状态实施动态持续监测，对变化量和风险源进行持续的算法分析监测，在安全事故发生之前提供全面的安全预警，为幕墙安全责任主体消除或降低事故危害提供充足时间，减少恶性安全事故的发生，是《建筑幕墙健康实时监测系统》的主要任务之一。是实现安全生产由“间断性检查”向“连续实时监控”的必要手段，是从“被动预防”到“主动发现”工作方式的转变。
建筑幕墙健康实时监测技术包括传感感知层、数据传输层、数据处理及存储层、预警管理及运维管理系统几个重要部分构成，是实时监测预警技术在建筑幕墙领域应用的具体形式。
1、监测系统的构成
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建筑幕墙健康实时监测系统是实时监测预警技术在建筑幕墙领域应用的具体形式。包括传感感知层、数据传输层、数据处理及存储层、预警管理及运维管理系统几个重要部分构成，
底层传感器通过有线或无线传输网络将数据传递至系统服务器，由计算机进行算法解算分析，计算结果按预设规则向用户提供预警、状态、指标报告。
2、幕墙健康实时监测系统功能
（1）环境参数实时数据报告：包括不同位置、立面、区域的温度、可见光光线强度、紫外线强度、风速风压，湿度、降雨、气压等。
（2）开启部件的实时状态：如开启扇、门、窗等是否开启或锁闭，开启扇开启角度、是否渗漏等。
（3）支承结构构件状态：如拉索拉杆的实时内力、挠度等，支撑构件（龙骨等）的应力应变，连接构造的、构件的变位、位移情况、振动频率等。
（4）面板状态：玻璃、石材、金属面板的应力应变、位移、振动频率、温度等。
（5）隐蔽部位的状态：温度、湿度、渗漏等。
（6）构件腐蚀程度评价。
（7）预警报警：幕墙健康状态指标超过设定值后分级预警、报警、告警。
（8）告警处置跟踪及幕墙维修维护管理。
四、自组网技术在幕墙状态实时监测系统的应用
传统的监测系统为中心化系统，响应速度取决于于中心计算机和传输网络效率，容易出现管控失效的故障。当各子系统模块之间需要共用设备或进行信息交互时，还必须依靠中心化系统（或上位计算机系统）才能完成。
软件集成度高，开发难度大，升级困难。不同用途的子系统功能模块有不同接口；即使同一个子系统功能模块，当换不同品牌的产品时，由于接口不同，都需要对软件系统进行升级开发。
1、自组网技术
自组网技术以广域物联网技术为基础，能够实现智能自组网、分布计算、实时定位、射频识别等功能。是一种能远距离、大容量、中高速、免付费、低功耗的物联网技术。
采用无线控制方式不受线缆羁绊，不依赖中心（监控中心或管理中心）或上位计算机系统的分布式智能计算。无需布线施工，尤其在既有幕墙和既有建筑升级改造时部署监测系统有巨大优势。
采用网格拓扑，自由组网，随意添加和移除节点。不依赖于IP网络独立运行，不依赖楼宇有线及无线网络独立组网，单个网关可接入超过约7万个节点。
包括幕墙健康状态实时监测系统在内的楼宇设备设施依托自组网技术能够实现联动管控和协作处理。可以同时用于智能照明、室内外高精度定位、智能安保、楼宇智控等多种用途，一张网勾连万物，整体应用成本极大降低。
2、自组网技术在的幕墙健康状态实时监测系统中的应用
分布于幕墙系统中各监测部位的自组网传感器之间自主互联组网构成独立无线网格化网络。建筑中其他系统也可采用本技术接入自组网实现数据传输和共享。
自组网芯片的计算单元（MCU）对初级数据进行运算筛选过滤，大大降低传输数据量。
传感器自组物联网络可以在任意节点设置专用网关接入楼宇有线网络，也可使用5G技术将数据传输至远程。
网格化幕墙自组网络提供高精度实时定位功能，能够对物管、安保人员、设备位置实时定位。实现可视化巡更管理。
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五、结语
建立部署幕墙健康状态实时监测系统，积累幕墙动态运行数据，开展幕墙安全算法研究，完善幕墙安全监测检测技术，能够提高幕墙安全管理水平，优化简化幕墙安全管理，减少幕墙安全管理对专业技术能力和专业人员的依赖，为建筑幕墙安全各级主管部门监管决策提供数据和技术支持。为企业构建幕墙运维全生命周期的安全管理体系，解决企业建筑幕墙健康管理专业技术力量不足的难题。
幕墙安全管理是城市安全管理中重要的一环，推进建筑幕墙健康实时监测预警技术的发展与落实，必将全面提升基础设施运行效率和服务能力，推进城市现代化。引领城市转型升级，提高城市治理体系和治理能力现代化。