纺织业是全球公认的环境影响最严重的行业之一，对温室气体排放、水资源消耗和化学污染有重大贡献。这些影响的相当大部分源于时尚服装所用材料的生产、使用和报废处理。因此，延长服装寿命是时尚产业向循环经济转型的核心挑战。尽管耐用性被认为是循环经济的关键原则，但设计实践常常难以将材料性能转化为可操作的生态设计策略，以促进“更长久使用”的行为。在此背景下，生态设计——即将生命周期思维融入产品开发——正日益成为纺织品制造商的法规要求和战略机遇。本文分析了纺织品生态设计的主要法规框架，考察了相关认证体系，并通过与材料相关信息及材料选择方法的整合，概述了关键设计原则。通过研究材料的技术和感官属性在时尚设计实践中的应用，本研究探讨了这些见解如何能为支持服装物理和情感耐用性的生态设计策略提供信息，最终引导从业者走向更明智的材料选择过程。最后，本文提出了一种将生态设计驱动的材料选择融入工业实践的结构化方法，并介绍了一个支持其实施的原型工具。讨论部分重点阐述了所提方法的机遇与挑战。
引言
向可持续和循环纺织品生产与消费的转型是欧盟的一个核心优先事项。传统纺织品生产资源密集度高，在能源消耗、化学品使用、废物产生和消费后处置等方面产生广泛的环境影响，同时也涉及与公平工作条件及纺织业员工健康福祉相关的社会影响。生态设计代表了最成熟的框架之一，旨在采纳一种在设计阶段整合产品整个生命周期内环境、社会和经济参数的整体设计策略。已于2024年7月18日生效的《可持续产品生态设计法规》（ESPR）为包括纺织品在内的几乎所有产品类别确立了具有法律约束力的生态设计标准。这些要求涵盖耐用性、可修复性、可回收性、回收材料的使用以及化学品安全。该法规还引入了数字产品护照，并禁止销毁未售出的纺织品。欧盟于2022年通过的纺织品战略概述了2030年愿景：纺织品应持久耐用、可回收、基本不含危险物质，并部分由回收纤维制成。该战略强调将生产者延伸责任（EPR）作为将报废责任转移给生产者的关键工具。ISO 14006提供了在环境管理体系中嵌入生态设计的指南，而UNI-ISO 14009:2024则强调了将生命周期思维融入产品设计。欧盟生态标签、OEKO-TEX和全球有机纺织品标准（GOTS）等生态标签计划提供了标准化方法来传递产品可持续性属性并增强消费者信任。
这些新规则从初始产品开发阶段就确立了透明度、问责制和审慎设计。根据欧盟可持续和循环纺织品战略，纺织品的生产和消费必须在设计阶段纳入生态设计策略，此步骤约占产品生命周期影响的80%。这符合《欧洲绿色新政》、《循环经济行动计划》和《欧洲工业战略》所做的承诺。聚焦时尚和纺织业，这些法规和国际标准的实施现在施加了重大约束。
由于纺织服装生态系统生产和价值链的复杂性，已引入若干规范性文件指导企业监控影响新服装生命周期的多个方面。这些规范性文件产生了指导工业工作的标准和认证。从法规框架中衍生的常见原则包括直接或间接与材料及其选择相关的多种参数：耐用性、可修复性、可回收性、资源效率、无毒、透明度、生产者责任和生命周期整合。
这些环境和社会影响的重要部分源于该工业部门所用材料在其整个生命周期（包括生产、使用和处置）中的影响。在此背景下，延长纺织品寿命被视为推动纺织及时尚产业向循环性转型的核心挑战。并非所有法规/认证都直接涉及纺织品，但其中一些对纤维、化学品及回收/有机成分具有明确意义。因此，材料选择，即使在时尚领域，也代表了物理产品设计过程的关键步骤。不恰当的材料选择，若仅由美学考量驱动，会损害产品保持流通的潜力。系统耐用性对于延长产品寿命至关重要，包括情感、象征和文化维度。然而，这些形式的耐用性离不开基于材料的坚实选择基础。一件因材料性能不佳而迅速恶化的服装会失去其功能和美学价值，从而不可避免地破坏与用户的连接。因此，服装的过早处置，加上时尚风格的改变，导致巨大的资源损失。
材料选择因此是实现物理和系统耐用性的关键因素。天然纤维，如羊毛、棉花和丝绸，经过适当处理后通常提供更优的耐用性。相比之下，快时尚中广泛使用的合成纤维，如聚酯和尼龙，降解更快，在反复洗涤后常出现起球和外观丧失等问题。这些材料选择也影响回收、修复和再利用的潜力，而它们是循环设计和生态设计策略的基本要素。
材料选择在实现可持续时尚设计中的核心作用被广泛认可。原材料提取和加工是温室气体排放和资源消耗的重要驱动因素，尤其是在供应链的早期阶段。例如，面料制备和染色等第二级工艺就占该行业温室气体排放的53%。尽管对纺织品和纤维回收的认识不断增强，但现有技术仍然有限且碎片化，从而降低了材料在其生命末期的循环性。此外，设计师材料选择的长期后果，特别是其对循环策略的影响，仍未得到充分探索。先前研究表明，材料库和选择框架可以支持设计师决策，但它们往往未能全面整合循环和耐用性导向的标准。
因此，本研究基于对现有方法论、材料选择框架和时尚设计中使用的可持续性评估系统的批判性和比较性综述，以理解材料属性目前如何被表征以及整合差距存在于何处。在循环经济框架内，材料信息管理在实现再利用、修复和回收策略方面发挥着关键作用。然而，这些考虑必须嵌入设计的最早阶段，即材料决策确定之时。因此，本研究讨论了材料的技术和感官属性如何能为支持物理和情感耐用性、同时弥补分析性可持续性数据与创意设计实践之间差距的生态设计方法提供信息。为弥补此差距，本研究探讨了数字工具如何促进时尚设计中的循环材料选择，具体包括：现有材料选择工具如何整合（或忽视）循环性标准；材料选择过程目前在纺织品选择和应用中如何进行；以及新的数字工具如何帮助设计师使材料选择与循环设计原则保持一致。
为应对此差距，作者提出了一种将纺织品材料信息（技术和感官）与时尚设计师的生态设计标准连接起来的方法论。本文介绍了一个原型工具，以协助时尚设计师做出明智的材料选择，从而增强耐用性并支持循环产品设计策略。其开发基于对现有材料选择工具和数据库的最新技术分析，评估了数据可及性、可用性以及循环指标的整合。最终，它提供了一个可复制的框架，用于将可持续性和循环性标准嵌入材料选择过程，弥合科学数据与创意设计实践之间的差距。
方法论
由于时尚产业的独特约束和纺织产品的复杂性，产品设计的标准化语言（功能上用于表征材料）不能总是直接应用于时尚产业。然而，产品设计中结构化的材料选择方法仍然可以为时尚应用提供信息。根据文献，面向产品设计的材料选择活动得到多种工具的支持，主要包括材料库、材料选择工具以及基于不同属性（即功能、享乐和伦理属性）协助设计师选择材料的方法论。虽然在产品设计实践中，材料选择过程已结构化并规范化多年，但时尚设计领域的最新技术相对不那么结构化和标准化。
为调查和建立现有资源的、结构化的最新技术现状以支持时尚设计实践中的材料选择活动，构建了下表以系统化：为时尚设计师挑选的材料库、为时尚设计师的材料选择方法、专门用于时尚设计师的材料选择工具。因此，为探索和分析现有案例，进行了网络研究，查询包括“材料库与时尚设计”、“纺织品库”、“为时尚设计师的材料选择方法”、“为时尚设计师的材料选择工具”。根据以下排除标准对获得的结果进行分析和筛选：过于狭隘的案例研究（例如，专注于“羊毛”等特定材料）被排除在分析之外，以选择具有广泛影响的例子；过于工程导向或与时尚产品层面不相关的方法论（根据作者在该主题的背景知识）被排除，以获得与时尚设计实践相一致的方法论概述。
第二个方法论步骤侧重于根据对“策略”、“指南”和“战术”等术语的同质化定义，收集和分类时尚设计的主要生态设计战术、指南和策略。这些元素还与各种认证和国际标准相关联，以识别时尚设计师必须管理的、用以符合法规框架的材料层面信息。将生态设计策略与法规联系起来，有助于对设计指南和材料相关信息进行分类和实际评估。这种联系对于突出在开发一个为时尚设计师全面收集所有必要信息的材料选择工具中的可操作干预点至关重要。
最后，合成后的信息被整合到一个原型工具的设计中。该工具与既定的材料选择流程保持一致，采用时尚行业熟悉的术语，并隐含地支持在设计阶段管理各种纤维和纺织品信息。此原型工具使用Adobe XD（一款由Adobe开发的矢量设计软件，用于创建交互式原型、线框图和用户界面）设计。鉴于时尚设计领域材料选择流程的标准化程度有限，本研究采取了一种探索性方法，旨在绘制和系统化现有工具、方法和实践。研究并非测试预定义的假设，而是调查当前技术现状，为概念开发一个针对时尚设计实践的初步材料选择原型工具提供信息。
结果
最新技术分析：为时尚设计师的材料库、材料选择方法及材料选择工具
无论是实体还是数字的材料库，已成为时尚设计师在创新、可持续性和工作流程效率方面日益重要的资源。这些知识库使设计师能够跨越学科边界探索新型纤维、整理和材料，提供美学灵感和全面的技术数据。数字库进一步促进了与3D设计工具的集成，支持虚拟原型制作和快速实验，同时减少了对昂贵实体样品的需求。
为时尚设计师精心挑选的材料库展示了该领域的现有资源和工具现状。分析突出了每个库的主要功能和工作流程优势。例如，Material ConneXion作为一个涵盖多个领域的创新材料的全球数据库脱颖而出，其广泛的分类和实体样本使其成为几乎所有设计驱动活动中跨学科材料探索的关键资源。荷兰的TextielLab图书馆和意大利的普拉托纺织博物馆展示了纺织遗产档案如何支持当代创新。两者都提供对历史和纺织技术资源的直接访问，从编织图案到制造技术，使设计师能够通过现代视角重新诠释工艺。这些档案作为材料文化的活跃实验室，提供触觉、视觉和情境数据，将传统与数字实验连接起来。同样重要的是意大利时尚研究基金会，其超过30,000种纺织设计的庞大收藏构成了意大利工业纺织遗产与当代创意产业之间的关键桥梁。此类档案的数字可及性民主化了对灵感的获取，并支持材料驱动的设计教育。The Fabricant Material Library体现了向全数字时尚的转变，允许设计师在虚拟环境中测试和渲染材料，从而通过减少对物理原型的依赖来支持可持续设计。
总之，无论是实体、数字还是混合的材料和纺织品库，都是时尚设计创新的战略基础设施。它们不仅是档案，更是连接美学、技术和可持续性的活跃知识系统。将其整合到设计工作流程中，不仅增强了创造力，也提升了下一代设计师的道德和环保意识。
材料选择方法为时尚设计师提供了一个结构化框架，用于跨多个标准（包括性能、可持续性、成本、美学质量）评估面料和组件。这些方法涵盖多标准决策（MCDM）技术、加权评分法，以及环境和社会生命周期评估（LCA和S-LCA）。这些方法确保材料选择既符合创意目标，也符合伦理、环境或社会要求。
一系列可与时尚设计师活动重叠的材料选择方法已被提供。例如，多属性标准决策（MCDM）提供了一个透明和理性的框架，用于根据预定义优先级评估多种材料，有效平衡技术性能与美学和可持续性标准。虽然生命周期评估（LCA）和社会生命周期评估（S-LCA）方法越来越多地应用于时尚设计以量化环境和社会影响，它们为支持道德采购和减少系列产品的生态足迹提供了客观数据。尽管情感和美学考量无疑是时尚设计材料选择过程的基本要素，但一个整合了这些维度的全面、整体性方法论在该领域仍然显著缺失，但却是必要的。
材料选择过程通常按顺序步骤结构化，指导设计师识别和选择特定制品的最合适材料。这通过建立需要特定材料性能的设计标准来实现，并与制品的创意概念化和技术定义并行推进。这项创意过程中的核心活动决定了最终产品在多个层面的影响：在环境层面，它决定了例如提取、制造、维护、循环或处理产品本身所需的排放；在社会层面，它可能决定对公平贸易认证公司和公平劳动力供应链的投资；在经济层面，它可以决定制品最终价格的很大比例；此外，在文化层面，材料也可以发挥重要作用。
时尚设计是一门与文化表达深刻相关的学科，但也深深卷入可持续转型之中。在这门学科中，材料不仅是定义物理产品的手段，更是承载文化意义的载体。从社会学视角看，服装与文化之间的关系呈现出一个迷人而矛盾的现象，与消费、生产和物质文化的社会学相交织。物质文化和时尚研究深入揭示了服装和材料在塑造文化身份、社会动态和历史背景中的作用。这些领域强调时尚既是一种美学和象征实践，也是一种受全球经济、社会和技术力量影响的消费和生产模式。
由于材料及其特性处于时尚产品的核心，材料选择过程在这门学科中的关键作用变得显而易见，凸显了理解特定纺织品如何被选择以响应生产的物理、文化和经济驱动因素的必要性。时尚设计师通常遵循相当结构化的步骤序列来为其设计选择材料：定义设计概念、评估织物属性、获取织物样品、制作原型并评估、最终确定选择。
事实上，已经有一些尝试旨在回应时尚设计理论和实践两方面的需求，试图弥补创意活动与系统信息管理之间的差距。一系列面向时尚设计的材料选择工具已被呈现。材料选择工具可定义为使设计师能够高效分析、比较和模拟织物及其他材料的数字和实体平台。这些工具范围涵盖将材料属性数字化以进行3D服装模拟的软件，到可追溯性平台和可持续性指数。通过将数据驱动的见解整合到设计过程中，这些工具增强了决策制定，降低了原型制作成本，并提高了设计准确性。
Browzwear Fabric Analyser、VStitcher和CLO 3D Fabric Kit是3D服装模拟中的典型工具，使设计师能够真实模拟织物行为。这减少了对实体样品的需求，同时保持了悬垂性和合身性评估的保真度。然而，对产生特定织物行为的材料属性的理解并未得到直接支持。Textile Exchange PFMM和Higg MSI等知识库主要为公司可持续性评估而设计。Higg MSI为选择对环境负责的材料提供了分析基础，提供了可影响早期阶段采购和设计决策的定量比较指标。然而，其对时尚设计师的可用性并非其申明的目标，使得该工具在系统层面非常有用。平台DAMō则在单个平台中整合了材料选择、认证和实体样品管理，代表了一种结合可持续性、采购和数字工作流程的新方法。缺失的环节是从生态设计实践的角度，连接材料属性及其对设计活动的影响。Adobe Substance 3D Sampler和Vectary for Fashion展示了视觉和虚拟实验日益增长的重要性，使得在数字时尚流程中能够快速探索纹理和图案；然而，一个恰当的材料选择流程是缺失的。
因此，从最新技术分析中可以看出，有必要开发一个全面、整体的工具，以支持和激发时尚设计师对材料影响的思考，以及在其日常活动中实施生态设计和可持续实践。
将时尚设计的材料选择与生态设计策略和法规相结合
当将这些选择步骤与可持续转型目标相结合时，该过程变得相当具有挑战性。
每个产品类别的环境影响由与产品系统直接和间接相关的所有输入（即资源提取）和所有输出（即对土壤、水和空气的排放）决定。为衡量这些类别，必须定义一个量化元素来衡量任何产品类型的性能，称为产品系统本身的“功能单位”。功能单位为比较和按比例调整产品系统中的数据提供了基准。在时尚领域，这些阶段通常为预生产、生产、分销、使用、处置。
预生产阶段涵盖与原材料提取及其加工成用于各种服装产品的纺织品和纱线的所有影响。生产阶段指所有服装制造活动，包括“制作”过程，其环境影响通常远低于预生产，但在产品生命周期中仍很重要。分销阶段涵盖运输、包装以及所有零售和储存活动的环境影响。使用阶段包括穿着衣物和衣物护理（如洗涤、烘干、熨烫）以及修复或升级的影响。洗涤的影响尤为重要，涉及能源、洗涤剂和水的消耗。处置阶段包括报废活动的影响，特别是填埋、焚烧和回收。材料在法规中的核心作用显而易见；然而，对材料使用的预期思考可以使设计师预先评估其对整个产品生命周期的影响。
通过将生态设计策略、战术与其相应的欧洲政策和法规框架进行全面映射，可以将特定的设计指南转化为其相关的政策价值，突出存在具体法规驱动因素（例如，ESPR、REACH法规、废物框架指令，以及即将出台的纺织品EPR计划）的地方，以及政策指导仍然间接或缺失的地方。通过在个别设计行动层面分配政策参考，该表能够对产品生命周期内（从初始设计阶段和材料选择，到使用阶段，直至报废拆解和回收）的法规一致性进行细粒度分析。这种方法有助于识别法规差距，阐明不同生态设计实践获得政策支持的程度，并为评估当前和新兴的欧盟法规如何在纺织品和服装部门内运作循环经济原则提供了结构化基础。
详细的操作指南可以与所指的战术相关联，产生广泛的可持续性目标，包括延长和加强服装使用、资源节约和生物相容性、材料和能源消耗最小化、毒性和危害性降低，以及通过回收和易于拆解设计来延长材料寿命，涉及设计和材料相关选择的思考。所有指南的完整收集在补充材料文档中提供。所有指南的收集，侧重于设计或材料，见表6和表7。
通过将生态设计法规与策略、战术和指南联系起来，时尚设计师可以一致且整体地为其工作选择纺织材料。然而，为了日常实践的可用性，必须设计一个操作工具，能够一目了然地考虑纺织材料的技术、法规、可持续性和美学特征，用于时尚设计应用。因此，设计了一个原型工具，作为实现一个全面纺织品材料选择数据库的初步尝试，该数据库能够以非常易用的方式整体考虑围绕纺织品的所有复杂信息。
原型工具的设计
从数据整合中得出的结果为开发一个专门用于纺织品材料选择的原型工具奠定了基础。基于所定义的服装系统生命周期边界，材料相关信息可以系统地分为以下阶段：预生产、生产、分销、使用和报废。分析表明，环境影响在这些阶段中并非均匀分布，最显著的影响集中在预生产和生产阶段，以及使用阶段。
产品的环境信息通常通过数值指标进行传递，这反映了诸如生命周期评估（LCA）等环境评估方法的技术和量化性质。然而，多项研究表明，详细的数值结果在设计的早期阶段（此时关于材料和产品架构的关键决策已做出）可能难以解释和应用。为了在设计阶段和纺织品选择阶段促进生命周期考虑的整合，探索以更易获取、一目了然的形式（例如，启发法、简化指标或分类标签）传递环境信息的方法至关重要。视觉、定性或半定量表示已被证明能更有效地支持设计师的认知过程，并增强在早期决策中将环境标准整合的能力。
因此，材料选择工具中的假设性材料数据表应包含以下元素：关于纤维性质、来源和相关认证的信息；关于纺织品成分、物理性质、手感描述和建议用途的详细信息；关于纤维和/或纺织品生产地点的地理信息；与纺织品生产相关的环境影响；使用阶段纺织品维护指南；关于纺织品报废影响的信息。
基于此框架，呈现了一个用于数字选择工具的原型材料数据表，旨在支持时尚设计中的知情决策。通过利用与每种材料相关的特定属性集，可以为每条材料记录分配相应的生态设计指南选择。例如，如果一种材料显示出高微塑料释放潜力，相关的生态设计建议可能涉及优先将其用于需要不频繁洗涤的服装。同样，如果材料数据表表明报废选择仅限于能量回收，则相关的生态设计指南可能强调为再制造或旨在延迟处置的生命延长策略而设计。因此，该工具应在每条材料记录与一套根据材料具体属性动态生成的、量身定制的“建议生态设计策略”之间提供清晰直接的链接。
此外，情绪板活动被广泛认为是时尚和产品设计工作流程中的核心实践，支持早期构思、美学探索以及通过视觉和材料参考来阐述概念叙事。可持续和数字设计工具的最新研究表明，将材料信息直接整合到早期构思环境中，可以增强设计师在考虑美学品质的同时兼顾环境标准的能力。因此，将材料数据和材料替代品直接导入数字情绪板环境有可能显著提高工具的可用性，使设计师能够在设计过程的初始阶段无缝对齐创意探索与可持续性知情材料选择。
一旦收集了若干材料条目，可以通过一套过滤器进行信息筛选，这些过滤器基于纤维性质、纤维来源、地理生产地点和认证进行设置。
最后，通过故事板展示了原型工具的潜在使用流程，包括主页、概述页、材料数据库/收藏页、材料数据表、生态设计指南概述页和情绪板页。
讨论
本文提出的方法论和工具建议为推进时尚产业的可持续性奠定了坚实基础。将法规框架与实际设计策略相结合，展示了对可持续时尚相关挑战和机遇的全面理解。然而，这种方法在现实世界中的有效性最终将取决于其在工业环境中的实施和验证。一个关键方面涉及消费者参与，因为情感耐用性和循环性不仅由材料选择塑造，也由用户行为塑造。尽管文章承认了包括情感、象征和文化维度的系统耐用性的重要性，但需要进一步研究来更深入地调查材料选择与消费者参与之间的联系。
某些与材料选择相关的信息的专业性和复杂性可能会限制其在没有工业设计或材料工程专业培训的从业者中的可及性。这凸显了通过更易获取的形式进行更广泛传播以促进在整个行业更广泛采用的需求。所提出的数字工具虽然具有创新性，但仍处于原型阶段，需要进一步开发和实证测试以验证其适用性和实际影响。总体而言，本文通过为可持续材料选择提供结构化方法论，对该领域做出了重要贡献；然而，需要进一步研究和实际验证来充分发挥其潜力，并应对可持续时尚的多方面挑战。
总之，本文强调了材料选择在时尚设计中的关键作用，特别是在可持续性和循环
