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Bild: Auf dem Stromvelo durch die Schallmauer.
Manfred Nüscheler erzeugt die Energie für 100 Rasierapparate auf dem Velogenerator
(500-1000 Watt) in der Schweizer TV-Sendung "Supertreffer" von Kurt Felix.
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Manfred Nüscheler - Radsport-Experte
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Auch Radprofi Pascal Richard (links, 18,41 Sek.) blieb im
500-m-Rollensprint ("Possible..??", TV TSR, 3.6.1990) gegen Manfred Nüscheler (rechts, 17,04 Sek.) ohne Chance.
Gerät: Elektronische Rollenrennanlage von Beni Herger, Regensbergstrasse 322, CH-8050 Zürich.    
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Ich heisse Manfred Nüscheler, komme aus Bern in der Schweiz und  arbeite als Trainer sowie als Journalist.

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In der Schweizerischen Zeitschrift für
Sportmedizin und Sporttraumatologie,
Chefredaktor: Prof. Dr. med. Bernard Marti, Magglingen,
erschien in der Nummer 3/2000 mein Artikel:

Energieverbrauch und Fettverbrennung auf dem Velo;
Ein Vergleich zwischen Gesundheitssportler/innen und dem Stundenweltrekordhalter Chris Boardman

http://www.oocities.org/de/manfred43_99/energieverbrauch.html
http://www.sgsm.ch/soc/PDF_2000-3/6-2000-3.pdf

Editorial von Prof. Dr. Bernard Marti, Magglingen

Manfred Nüscheler ist der Autor einer originell geschriebenen Kurz-Review über den Energieverbrauch beim Radfahren. Manche mögen ihn als Rekordhalter für kurzzeitige Maximalleistungen auf dem Fahrrad-Ergometer (mit Eintrag im Guinness-Book!) kennen - er erklärt uns hier indessen, warum es selbst beim nichtleistungsorientierten Ziel der Fettverbrennung auf dem Velo von Vorteil ist, über ein überdurchschnittliches Dauerleistungsvermögen zu verfügen.

Zusammenfassung

Dieser Artikel zeigt, wie viel Energie beim Velofahren verbraucht wird und wie viel Fett dabei verbrannt wird. Es werden Gesundheitssportler/innen mit dem Stunden-Weltrekordhalter Chris Boardman verglichen.

Um ein Kilogramm Körperfett zu verbrennen muss man etwa 8000 kcal (33'000 kJ) verbrauchen. D.h. die Energieaufnahme muss um 8000 kcal (33'000 kJ) geringer sein, als der Energieverbrauch. Dank sei-nem guten Trainingszustand kann Chris Boardman ein Kilo Körperfett auf dem Rad in etwa 7-11 Stunden verbrennen. Eine Gesundheitssportlerin braucht viel länger. Sie muss, um ein Kilo Körperfett zu verbrennen, etwa 40-50 Stunden trainieren. Daher ist ein Gewichtsreduktion nur effektiv, wenn zusätzlich zum Ausdauertraining in der Fettstoffwechselzone (Herzfrequenz: ca. 120-140 Schläge pro Minute), die Energieaufnahme gedrosselt wird.

Wenn man mehr Körperfett verbrennen will, muss man sein Dauer-Leistungsvermögen verbessern. D.h. die Leistungsfähigkeit in der Fettstoffwechselzone muss erhöht werden.


Energieverbrauch und Fettverbrennung auf dem Velo
Ein Vergleich zwischen Gesundheitssportlern/innen und dem Stunden-Weltrekordhalter Chris Boardman

1.) Wie berechne ich meinen Energieverbrauch in Kilojoule (kJ) oder Kilokalorien (kcal) auf dem Velo?

Spinning, Tests oder Training auf dem Velo-Ergometer erfreuen sich immer grösserer Beliebtheit. Wer hat sich nicht schon gefragt, wie hoch sein Energieverbrauch ist und wie viel er trainieren muss, um ein Kilogramm Körperfett zu verbrennen?

Mit den nachfolgenden Formeln kann man seinen Energieverbrauch in Kilojoule (kJ) oder in Kilokalorien (kcal) auf dem Velo-Ergometer berechnen und herausfinden, wie viele Stunden man trainieren muss, um ein Kilogramm Körperfett zu verbrennen.

Diese Formeln liefern Annäherungs-Berechnungen und nicht wissenschaftliche exakte Resultate. Es wird von einem mittleren Wirkungsgrad für trainierte Radsportler/innen ausgegangen. In der Regel werden daher die Ergebnisse ziemlich genau stimmen. Die Leistungs- und Zeitmessung sollte aber möglichst genau sein, sonst sind die Resultate zu wenig aussagekräftig.

Wenn man den Energieverbrauch mit dem Velo auf der Strasse oder im Gelände ermitteln will,

1.        muss man die eigene Leistung berechnen (oftmals sehr schwierig)

2.        oder sie mit einem mobilen Leistungsmessgerät erfassen (z.B. SRM)

1.1.) Der Energieverbrauch auf dem Velo-Ergometer in Kilojoule (kJ)

Formel:

Mittlere Leistung (Kilowatt)  x  Anzahl sec  : Wirkungsgrad   = Energieverbrauch in kJ

Die mittlere Leistung in Kilowatt multipliziert mit der Anzahl der gefahrenen Sekunden und dividiert durch den Wirkungsgrad ergibt den Energieverbrauch in Kilojoule.

Mittlerer Wirkungsgrad auf dem Velo-Ergometer für einen trainierten Radsportler:

0,23  [1] 

Umrechnungsfaktor kJ/kcal

kcal = kJ : 4,2

Will man den Energieverbrauch in Kilokalorien berechnen muss man das Ergebnis noch durch den Umrechnungsfaktor Kilojoule/Kilokalorien dividieren.

Beispiel 1: Eine Stunde Fahren mit 100 Watt (0,10 Kilowatt) auf dem Velo-Ergometer

Eine Stunde Fahren mit 100 Watt auf dem Velo-Ergometer verbrennt etwa 1600 kJ

0,10 Kilowatt  x  3600 sec  :  0,23  =  ca. 1600 kJ/h
                         oder

Eine Stunde Fahren mit 100 Watt auf dem Velo-Ergometer verbrennt etwa 370 kcal

0,10 Kilowatt  x  3600 sec  :  0,23  :  4,2 =  ca. 370 kcal/h 

D. h.  Eine Stunde lockeres Velofahren auf dem Velo-Ergometer, bei einer mittleren Leistung von 100 Watt, verbrennt etwa 1600 kJ oder 370 kcal.

Ein Gesundheitssportler erreicht bei einer Leistung von 100 Watt (Energieverbrauch: 370 kcal oder 1600 kJ) etwa eine Herzfrequenz von 120 Schlägen pro Minute. Mit dem Rennvelo auf der Strasse entsprechen 100 Watt etwa einer Geschwindigkeit von 25 km/h, bei einem CwA-Wert (Luftwiderstandswert) von 0,25 m2. (Gute aerodynamische Position mit Rennlenker.) [2]

2.) Fettverbrennung: Ein Kilogramm Körperfett entspricht etwa 8000 kcal (33'000 kJ)

Um ein Kilogramm Körperfett zu verbrennen muss man etwa 8000 kcal (33'000 kJ) verbrauchen. D.h. die Energieaufnahme muss um 8000 kcal (33'000 kJ) geringer sein, als der Energieverbrauch. Wenn man pro Stunde 370 kcal (1600 kJ) verbrennt, müsste man etwa 22 Stunden zusätzlich radeln, um ein Kilogramm Körperfett zu verbrennen. Daher ist ein Gewichtsreduktion nur effektiv, wenn zusätzlich zum Ausdauertraining in der Fettstoffwechselzone (Herzfrequenz: ca. 120-140 Schläge pro Minute), die Energieaufnahme gedrosselt wird.

Eine Gesundheitssportlerin leistet bei Puls 120 etwa 50 Watt. Das entspricht einem Energieverbrauch pro Stunde von 780 kJ oder 180 kcal. Bei dieser Leistung müssen etwa 45 Stunden zusätzlich geradelt werden, um ein Kilo Körperfett zu verbrennen.....

Wenn man seine Herzfrequenz-Kurve, seine Anaerobe Schwelle und seine Fettstoffwechselzone genau bestimmen wollen, muss man einen Conconitest absolvieren. [3]

Bei einer Herzfrequenz von 140 Schlägen pro Minute erreicht ein Gesundheitssportler etwa eine Leistung von 150 Watt, was mit einem Rennvelo auf der Strasse etwa einer Geschwindigkeit von  30 km/h entspricht. (Auf der Holz-Velobahn entsprechen 30 km/h einer Leistung von etwa 130 Watt.)  [4]

Beispiel 2: Eine Stunde Fahren mit 150 Watt (0,15 Kilowatt) auf dem Velo-Ergometer

Eine Stunde Fahren mit 150 Watt auf dem Velo-Ergometer verbrennt etwa 560 kcal

0,15 Kilowatt  x  3600 sec  :  0,23  :  4,2 =  ca. 560 kcal/h  (2400 kJ/h)

Bei einer Leistung von 150 Watt muss ein Gesundheitssportler etwa 14-15 Stunden zusätzlich radeln, um ein kg Körperfett zu verbrennen. (8000 kcal : 560 kcal = 14,3 h)

Ein Gesundheitssportler erbringt an der Anaeroben Schwelle (AS, bei einer Herzfrequenz von etwa 170 Schlägen pro Minute) 2,5-3,5 Watt/kg Körpergewicht. [5]

Bei 80 kg Körpergewicht liegt die AS somit bei 200-280 Watt. (Mittelwert: 240 Watt)

Beispiel 3: Der Stundenweltrekord - 56,375 km/h - von Chris Boardman

(68 kg, mit Velo ca. 75 kg) in Manchester 6.9.1996)

Bei seinem Stundenweltrekord (56,375 km/h) erbrachte Chris Boardman eine mittlere Leistung von 450 Watt oder 0,45 Kilowatt.  [6]

Eine Stunde Velofahren mit 450 Watt verbrennt etwa 1700 kcal

0,45 Kilowatt  x  3600 sec  :  0,23  :  4,2  =  ca. 1700 kcal/h (7000 kJ/h)

Chris Boardman verbrannte bei seinen Stundenweltrekord etwa 1700 kcal (7000 kJ). Da aber bei dieser intensiven Belastung, knapp unterhalb der Anaeroben Schwelle (AS) fast nur Glukose (Zucker) verbraucht wird, hat Boardman bei seinem Stundenweltrekord praktisch kein Fett verbrannt. Um Fett zu verbrennen müsste Boardman im Fettstoffwechsel-Bereich fahren.

Chris Boardman fährt im Fettstoffwechsel-Bereich 38 bis 45 km/h in der Ebene

Boardman leistet im Fettstoffwechsel-Bereich, bei einer Herzfrequenz von etwa 120-140 Schläge pro Minute, etwa 200-300 Watt. Das entspricht einer Geschwindigkeit von 38-45 km/h auf ebener Strasse, bei seinem CwA-Wert (Luftwiderstandswert) von 0,19 m2. (Auf der Strasse mit dem Triathlon-Lenker erreicht Chris Boardman einen CwA-Wert von 0,19 m2. Bei seinem Stundenweltrekord von 1996 mit dem Supermann-Lenker einen von 0,17 m2. [7]

Mit dem inzwischen von der UCI verbotenen Superman-Lenker fährt man bei konstanter Leistung 1-2 Kilometer schneller pro Stunde, als mit dem Triathlon-Lenker. Auf der Strasse, mit dem Rennlenker, erreicht Chris Boardman einen CwA-Wert von 0,21 m2.

Beispiel 4: Chris Boardman im Fettstoffwechsel-Bereich mit einer Leistung von

300 Watt (0,30 Kilowatt, Puls ca. 140)

Eine Stunde Velofahren mit 300 Watt verbrennt etwa 1100 kcal

0,30 Kilowatt  x  3600 sec : 0,23 : 4,2 = ca. 1100 kcal/h (4700 kJ/h)

Im Fettstoffwechse-Bereich kann Chris Boardman maximal 1100 kcal (4700 kJ) pro Stunde verbrennen.

8000 kcal  : 1100 kcal = 7,3 h

Boardman muss nur 7-8 Stunden mit einer Herzfrequenz von 140 Schläge pro Minute fahren, um ein Kilogramm Körperfett (etwa 8000 kcal oder 33'000 kJ) zu verbrennen. Würde er mit Puls 120 (ca. 200 Watt Leistung; Verbrauch etwa 750 kcal/h oder 3100 kJ) fahren, wären etwa 11 Stunden notwendig, um ein Kilogramm Körperfett zu verbrennen.

Dank seinem hohen Trainingsniveau kann Boardman ein Kilogramm Körperfett etwa zwei mal schneller verbrennen, als ein Gesundheitssportler.

Schlussfolgerung:

Wenn man mehr Körperfett verbrennen will, muss man sein Dauer-Leistungsvermögen
verbessern. D.h. die Leistungsfähigkeit im Herzfrequenz-Bereich 120-140 Schläge pro Minute (Fettstoffwechselzone) muss erhöht werden.

Quellen

[1] (Persönliche Mitteilung, Prof. Hans Hoppeler, Bern):  Wirkungsgrad:  0,23

[2] Windkanal-Resultate von Axel Fehlau, 183 cm, 79 kg in TOUR 9/94, Seite 40

[3] BODY IN SHAPE, 3/97, Seite 42

[4] TOUR 9/94, Seite 42

[5] Tabelle: Dauerleistung Herren, "So gut fahren Sie Rad", IN FORM 2/98, Seite 28

[6] VELO MAGAZINE 10/1996, Seite 15

[7] VELO MAGAZINE 2/1997, Seite 32

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Manfred Nüscheler: Strom aus Muskeln - garantiert biologisch
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