Geh‑Effizienz & Ökonomie
Energieaufwand des Gehens verstehen und optimieren
Was ist Geh‑Effizienz?
Geh‑Effizienz (auch Walking Economy) beschreibt den Energieaufwand für eine gegebene Geschwindigkeit. Effiziente Geher:innen benötigen weniger Energie (O₂‑Verbrauch, Kalorien, METs) für dasselbe Tempo.
Im Unterschied zu Gehqualität (Symmetrie, Variabilität) oder Geschwindigkeit geht es hier um Energie. Zwei Personen können gleich schnell und ähnlich „sauber“ gehen – aber eine verbraucht deutlich mehr Energie (Fitness, Technik, Anthropometrie).
- Leistung: Bessere Ökonomie = schneller bei weniger Müdigkeit
- Ausdauer: Geringerer Aufwand = längere Distanzen
- Gesundheit: Effizienz korreliert mit kardio‑muskuloskelettaler Fitness
- Kalorien: Sehr hohe Effizienz = geringerer Verbrauch pro km
Cost of Transport (CoT)
CoT ist der Goldstandard der Lokomotions‑Effizienz: Energie, um 1 kg Körpermasse über 1 m Distanz zu bewegen.
Einheiten & Berechnung
1) Metabolischer CoT (J/kg/m oder kcal/kg/km)
CoT = Energieaufwand / (Körpermasse × Distanz)
Einheiten: Joule pro kg und m (J/kg/m)
ODER Kilokalorien pro kg und km (kcal/kg/km)
Umrechnung: 1 kcal/kg/km = 4,184 J/kg/m
2) Netto‑CoT (dimensionslos)
Netto CoT = (Brutto VO₂ − Ruhe VO₂) / Geschwindigkeit
Einheiten: mL O₂/kg/m
Bezug: 1 L O₂ ≈ 5 kcal ≈ 20,9 kJ
Typische CoT‑Werte (Gehen)
| Bedingung | Netto CoT (J/kg/m) | Netto CoT (kcal/kg/km) | Brutto (kcal/km) bei 70 kg |
|---|---|---|---|
| Optimales Tempo (~1,3 m/s) | 2,0–2,3 | 0,48–0,55 | 50–60 |
| Langsam (0,8 m/s) | 2,5–3,0 | 0,60–0,72 | 60–75 |
| Schnell (1,8 m/s) | 2,8–3,5 | 0,67–0,84 | 70–90 |
| Sehr schnell/Wettkampf (≥2,2 m/s) | 3,5–4,5 | 0,84–1,08 | 90–115 |
| Laufen (2,5 m/s) | 3,8–4,2 | 0,91–1,00 | 95–110 |
Kernpunkt: U‑förmige Beziehung zwischen Tempo und Aufwand – Minimum bei ~1,3 m/s. Langsamer oder schneller → teurer pro km.
Die U‑Kurve der Ökonomie
- Zu langsam (<1,0 m/s): schlechter Pendel‑Effekt, lange Standzeit
- Optimal (1,2–1,4 m/s): inverses Pendel maximal effizient
- Zu schnell (>1,8 m/s): Aktivierung ↑, Frequenz ↑, nahe Geh‑Grenze
- >2,0 m/s: Laufen wird ökonomischer → natürlicher Übergang
Einflussfaktoren
Steigung/Gefälle
| Neigung | Mehrkosten | Faktor |
|---|---|---|
| +5 % | +45–50 % | 1,45–1,50× |
| +10 % | +90–100 % | 1,90–2,00× |
| +15 % | +140–160 % | 2,40–2,60× |
| −5 % | −20 bis −10 % | 0,80–0,90× |
| −10 % | −15 bis −5 % | 0,85–0,95× |
| −15 % | 0 bis +10 % | 1,00–1,10× |
Warum Downhill nicht „gratis“ ist: Exzentrische Kontrolle kostet; ab ~−10 % steigt Aufwand wieder (Bremskräfte).
Zusatzlast (Rucksack/Weste)
Mehrkosten ≈ ~1 % pro 1 kg Last Beispiel: 70 kg + 10 kg Rucksack Basis CoT: 0,50 kcal/kg/km Mit Last: 0,50 × (1 + 0,10) = 0,55 kcal/kg/km Verteilung zählt: – Hüftgurt: ~+8 % (10 kg) – Guter Rucksack: ~+10 % – Schlechter Sitz: ~+15–20 % – Fußmanschetten: ~+5–6 % pro 1 kg (sehr ungünstig)
Untergrund
- Asphalt/Beton: Basis (steif, geringer CoT)
- Gras: +3–5 %
- Trail (Erde/Schotter): +5–10 %
- Sand: +20–50 %
- Schnee: +15–40 % (Tiefe/Härte)
Gehen vs Laufen: Ökonomie‑Crossover
| Tempo (m/s) | km/h | CoT Gehen | CoT Laufen | Ökonomisch |
|---|---|---|---|---|
| 1,3 | 4,7 | 0,48 | N/A | Gehen |
| 1,8 | 6,5 | 0,67 | 0,95 | Gehen |
| 2,0 | 7,2 | 0,80 | 0,95 | Gehen |
| 2,2 | 7,9 | 0,95 | 0,95 | Gleich |
| 2,5 | 9,0 | 1,15+ | 0,96 | Laufen |
- Übergangstempo: ~2,0–2,2 m/s (7–8 km/h)
- Training: Gehen bis ~2,0 m/s effizient; darüber wird Laufen sinnvoller
Effizienz‑Metriken & Messung
Monatlicher Standard‑Test
- Standardisieren: Tageszeit, Route, Wetter, Nüchtern/gleiches Timing
- Aufwärmen: 10 Min locker
- Test: 20–30 Min bei Standard‑Pace (z. B. 5,0 km/h oder 120 spm)
- Erfassen: Ø‑HF, RPE (1–10), WALK‑Score
- WEI berechnen: (Tempo / HF) × 1000
- Trends: Bessere Effizienz = niedrigere HF/RPE oder höheres Tempo bei gleichem Aufwand