第七章 身体活动的能量消耗在体育锻炼过程中，
有两个问题需要注意：
运动量是否适当？
运动强度和持续时间的结合是否足以达到预期的能量消耗值并与热量的摄入相平衡？
第一节 测量能量消耗的方法
直接热量测定
间接热量测定直接热量测定
受试者在一间特殊结构的测验室里进行运动，测验室与外界隔热，并有水在墙的内外两层之间流动。
水由受试者释放的热量加热，这样通过计算流经测验室的水的体积和流入流出时的温度差，就可以得出受试者的产热量。
例如，一个人在测验室里进行台阶运动，上下频率为 30次 /分钟，台阶高度为 20cm。流过测验室墙间的水流为 20L/分钟，水的流入流出的温度差为
0.5℃ 。因为使 1L水的温度升高 1℃ 约需要 1Kcal的热量，这样能量消耗大约为,20L/分钟
× 1Kcal/℃ × 0.5℃ ＝ 10Kcal/分钟。
受试者通过皮肤和呼吸道蒸发水分还会丢失一部分的热量。这部分热量可以通过收集这些水分而算出，
并加到运动总能耗当中去。
间接热量测定在封闭循环测试中，受试者通常从呼吸测量计中吸取 100％纯氧，呼出气体中的二氧化碳则通过化学方法吸收。随着时间推移，呼吸测量计中的氧因被消耗而出现含量的下降，这样就可以计算出每分钟的氧消耗量。
由于 CO2被吸收，呼吸交换率就不能计算，因此把氧热价在 4.82kcal/L作为碳水化合物、蛋白质、脂肪三者都被用于供能的标志。封闭循环测试最常用于测量基础代谢率。
使用开放循环式的呼吸测量法来测量氧耗量和二氧化碳产生量是最常用的间接热能测试技术。在测量时，氧耗量由吸入气体中的氧量减去呼出气体中的氧量而得出，这一差值是由于组织对氧的摄取或氧的消耗产生的。二氧化碳产生量通过相同的方法计算。这样就可以计算呼吸交换率（ R）；也就可以推知在运动中主要是由碳水化合物还是主要由脂肪供给的能量。
封闭循环式呼吸测量法 开放循环式呼吸测量法
机体每消耗 1L氧所能够产生的热量，
称为 氧热价 。
碳水化合物 蛋白质 脂肪产热量 4.0 9.0 4.0
氧热价 5.0 4.7 4.5
呼吸商 1.0 0.7 0.8
由上表可知，每氧化 1L氧，碳水化合物约比蛋白质和脂肪多产生 6％的热量；而氧化 1克脂肪产生的热量多出碳水化合物两倍以上。
如果一个人在运动中分别由等量的碳水化合物和脂肪供能，则氧热价接近
4.85kcal/L，也就是二者的平均值。
细胞氧化碳所形成的氧消耗率称为呼吸商（ RQ）。
相同的比率，当通过惯常的气体交换过程进行测量时，被称为气体交换率
（ R）。并被应用作为运动过程中反映能源物质利用情况的指标。
第二节 表示能量消耗的方法
计算运动时能量需要的基础是受试者在运动过程中被测得的氧摄取的稳定状态。
一旦氧摄取达到稳定状态，肌肉的能量供应就从有氧代谢转入多种方式共存。这样测得的氧摄取量就可以通过不同的方式来表示能量的消耗。
表示能量消耗的方法氧摄取量（ VO2，单位为 L/min）
Kcal/min
单位体重氧摄取量（ VO2，单位为 ml/min/kg）
梅脱（ MET）
千卡 /千克体重 /小时（ Kcal/kg/hr）
氧摄取量（ VO2，单位为 L/min）
其计算方法为吸入气体中的氧含量减呼出气体中的氧含量的浓度差乘以每分通气量 。
Kcal/min氧摄取量也可以用每分钟产生多少千卡的热来表达。
能源物质的氧热价在脂肪的 4.7kcal/L到碳水化合物的 5.0kcal/L之间。在操作时，
扣除精读上的差值后，将氧摄取量转换成每分钟产生多少千卡热量的实际值为
5kcal/L O2 。总能耗以每分钟产生热量的千卡数乘以运动持续时间来计算。
例如,一个体重 80kg的人在跑台上跑步
30min，其氧摄取量为 2.4L/min，那么总能耗为,2.4L/min× 5kcal/L× 30 min＝
360kcal。
单位体重氧摄取量（ VO2，单位为
ml/min/kg） 即氧摄取量用 ml单位表示，
然后除以受试者的体重（ kg）。采取这种方式使不同体形和体重的人之间具有可比性。
如上例，该受试者的单位体重氧摄取量为,2.4L/min÷ 80kg＝ 30 ml/min/kg
梅脱（ MET） 基础代谢率氧摄取量约为
3.5ml/min/kg。这称为 1个 MET。运动量用
MET的倍数表示。
如上例，其运动的梅脱值为：
30 ml/min/kg÷ 3.5 ml/min/kg＝ 8.6MET
千卡 /千克体重 /小时（ Kcal/kg/hr） 梅脱单位的另一个好处是它还可以显示受试者每公斤体重每小时产热量的千卡数。
如上例，受试者运动的梅脱值为 8.6，当以小时为单位计算，该数值乘以 60，得氧摄取量为 1800ml/hr/kg，或 1.8L/hr/kg。
如果该个体此时为碳水化合物和脂肪混合供能，那么产热量等于氧摄取量和氧热价的乘积，为
4.85kcal/L O2× 1.8L/hr/kg＝ 8.7kcal/hr/kg
第三节 估算运动时能量消耗的公式
在二十世纪七十年代的中期，美国运动医学会（ ACSM）就通过分级负荷运动试验（ GXTs）的方法确认了一些简单的公式来估算诸如步行、登台阶、跑步、骑自行车等常见运动在达到稳定状态时的能量需求。
从这些公式计算出来的氧摄取量是一个估计值，其标准差是实际测量数据平均值的 9％左右。在制订运动处方应用这些公式的时候记住这些差异很有必要 。
ACSM的公式也被应用于分级运动试验来估算机能能力，或最大有氧能力。
在受试者 身体健康 并且 GXTs的负荷增加速率慢到足以使氧摄取量在每一阶段都能够达到稳定状态的前提下，这种估算方法显示出相当的合理性。
而在测试时负荷增加过快或受试者对负荷不能适应，受试者的氧摄取量就不能与试验的进程同步，
这时用公式估算的氧摄取量值就会比实测值高。
事实上，这种过高估计的情况更容易在 有疾患的人群中发生，显示出他们可能对 GXTs难以承受。
以更低的速率增加负荷，来使受试者在每一阶段都能达到氧摄取量的稳定状态，这样可以减少对机能能力的过度估计，但仍然要求受试者进行适当代谢率的运动以使机体承受负荷。
为了更为准确地表示某一运动所需的氧耗量，目前将总氧耗量划分为净的运动氧耗量和维持基础代谢的氧耗量（ 1MET）两部分。并在计算时加以区分。
以下对这些常见运动的能量消耗提供了估算公式。这些运动经常被用于心脏病患者的康复和成年人的运动健身计划当中。
步行、登台阶、跑步、骑自行车等运动的能量需求
（一）步行的氧消耗量
（二）慢跑和快速跑的氧耗量
（三）步行或跑步 1英里的氧耗量
（四）骑自行车测功计时的氧耗量
（五）登台阶的氧耗量
（六）其他运动的能量需求
1、在水平面上步行
2、在斜坡面上步行
3、在不同速度下步行
在运动健身计划中最常见的运动形式就是步行。
以下的公式可以用来估算以 50－ 100m/min的速度在水平面上步行时的能量消耗。
Dill的研究表明在水平面上以 1的速度步行其净氧耗量为 0.100-0.106 ml/ kg / min。 ACSM取 0.1 ml/
kg / min作为计算的标准。公式为：
氧耗量＝ 0.1 ml/ kg / min＋ 3.5 ml/ kg / min
这是以 1m/min的速度步行时的总氧耗量。
假设一个人以 90m/min的速度步行，那么其总氧耗量计算值为,90m/min× 0.1 ml/ kg / min/m/min
＋ 3.5 ml/ kg / min＝ 12.5 ml/ kg / min，梅脱值等于 12.5 ml/ kg / min÷ 3.5 ml/ kg / min＝ 3.6。
反过来，该公式也可以应用于预计一个需要引起特定能量消耗值的运动强度水平。
例如，某一不能承受标准 GXTs的受试者被告知需要以 11.5 ml/ kg / min的氧耗量来达到适当的运动强度，那么其步行速度应该计算如下：
11.5 ml/ kg / min＝ X× 0.1 ml/ kg /
min/m/min＋ 3.5 ml/ kg / min
经计算,X＝ 80 m/min。即步行速度应该为 80 m/min。
在斜坡面上坡步行时的氧耗量是水平面步行的氧耗量加垂直分量的氧耗量加基础代谢氧耗量三部分的和。
研究已证明，以 1m/min的速度进行垂直向上移动其氧耗量为 1.8 ml/ kg / min。垂直分量的计算是以坡度（以百分数表示）乘以移动速度（ m/min）。
例如一个人在 10％的斜坡上进行速度为 80m/min的上坡步行，就等于以 8m/min的速度进行垂直向上的步行。在斜坡面上步行的氧耗量计算公式为：
氧耗量＝ 0.1 ml/ kg / min× 水平速度＋ 1.8 ml/ kg / min×
垂直速度＋ 3.5 ml/ kg / min
例如，某人以 90m/min的速度在 12％斜坡面上进行上坡步行，其氧耗量计算为：
氧耗量＝ 0.12(坡度 )× 90m/min× 1.8 ml/ kg / min/m/min
＋ 0.1 ml/ kg / min/m/min× 90m/min＋ 3.5 ml/ kg / min＝
31.9 ml/ kg / min，或者 9.1MET。
如前所述，公式也可以用于设定一个需要引起特定能量消耗值的运动强度水平。
例如，设定一个向上的坡度，使以 60m/min
的速度在其上步行时能量消耗达到 6MET。
计算为：
6MET约为 21.0 ml/ kg / min。
21.0 ml/ kg / min＝ X× 60m/min× 1.8 ml/
kg / min/m/min＋ 0.1 ml/ kg /
min/m/min× 60m/min＋ 3.5 ml/ kg / min
X＝ 0.106,即坡度为 10.6％。
前述的公式适用范围是步行的速度在 50－ 100m/min之间。超出了这一范围，步行的氧耗量就会以曲线的方式增加。
在健身活动时，由于不少人更愿意选择快速的步行而不是慢跑，因此了解以较高的速度进行步行时的能量消耗对于制订运动处方是很有意义的。
7.2 不同坡度和速度步行时的能量消耗值 单位：梅脱（ MET）
速度（ m/min）
坡度％ 54 67 80 94 107 121 134
0 2.5 2.9 3.3 3.7 4.9 6.2 7.9
2 3.1 3.6 4.1 4.7 5.9 7.4 9.3
4 3.6 4.3 4.9 5.6 7.1 8.7 10.6
6 4.2 5.0 5.8 6.6 8.1 9.9 12.0
8 4.7 5.7 6.6 7.5 9.3 11.1 13.4
10 5.3 6.3 7.4 8.5 10.4 12.4 14.8
12 5.8 7.1 8.3 9.5 11.4 13.6 16.6
14 6.4 7.7 9.1 10.4 12.6 14.9 17.5
16 6.9 8.4 9.9 1.4 13.6 16.1 18.9
18 7.5 9.1 10.7 12.4 14.8 17.4 20.3
20 8.1 9.8 1.6 13.3 15.9 18.6 21.7
22 8.6 10.3 12.4 14.3 17.0 19.9 23.1
24 9.1 11.1 13.2 15.3 18.1 21.1
26 9.7 11.9 14.0 16.2 19.2 22.3
28 10.3 12.5 14.9 17.2 20.3 23.6
30 10.8 13.2 15.7 18.2 21.4
用千卡 /分钟的计算方法来表示步行的能耗也是比较常用。
下表列出了不同体重者以不同速度步行时的能量消耗，总能耗则可以通过乘以运动时间得出。从步行时产热量的趋势看，不仅随速度的增加能耗就增高，而且随速度的增加能耗增加的速率也在加大。
因此，从无运动经历者可以通过较低的步行速度达到适当的运动量，而体质相对较好的人则可以提高速度来使能耗迅速增加，产生足够的训练效果。
而当锻炼者的体重有所下降，同样速度的步行能耗就降低，因此应以增加运动时间或者提高速度来弥补。
7.3 步行时的能量消耗（ kcal/min）
千米 /小时体重（ kg） 3 4 5 5.5 6.5 7 8
50.0 2.1 2.4 2.8 3.1 4.1 5.2 6.6
54.5 2.3 2.6 3.0 3.4 4.4 5.6 7.2
59.1 2.5 2.6 3.0 3.4 4.4 5.6 7.2
63.6 2.7 3.1 3.5 3.9 5.2 6.6 8.4
68.2 2.8 3.3 3.7 4.2 5.6 7.0 9.0
72.7 3.0 3.5 4.0 4.5 5.9 7.5 9.6
77.3 3.2 3.7 4.2 4.8 6.3 8.0 10.2
81.8 3.4 4.0 4.5 5.0 6.7 8.4 10.8
86.4 3.6 4.2 4.7 5.3 7.0 8.9 11.4
90.9 3.8 4.4 5.0 5.6 7.4 9.4 12.0
95.4 4.0 4.6 5.2 5.9 7.8 9.9 12.6
100 4.2 4.8 5.5 6.2 8.2 10.3 13.2
注：将查表所得值乘以运动持续时间即为总能耗。
慢跑和跑步是健康人进行健身锻炼最为常用的运动形式。当速度在 130－ 350m/min之间时，
用 ACSM的公式可以估计运动的氧耗量。而只要练习者确实是在慢跑而不是走，速度在
130m/min以下时公式仍然能够适用 。
1、在水平面上慢跑和跑步
2、在斜坡面上慢跑和跑步
3、不同速度的慢跑和跑步
以 1m/min的速度在水平面上慢跑和跑步的净氧耗量接近步行时的两倍。
为 0.2ml/kg/min/m/min。值得注意的是，该公式的适用对象是普通人群，
训练有素的跑步者在跑时与普通人相比出现能量节省化，而且这种跑的经济性有一定范围的变动。
计算跑的过程中氧耗量的公式为：
氧耗量＝ 0.2 ml/kg/min/m/min× 跑速＋
3.5 ml/kg/min
例如，在跑道上以 60分钟跑完 10千米需要消耗的氧量计算为：
10000m÷ 60min＝ 167m/min
氧耗量＝ 167m/min× 0.2
ml/kg/min/m/min＋ 3.5 ml/kg/min
＝ 36.9 ml/kg/min/ 或者 10.5梅脱反过来，该公式也可以推算产生所需要的能量消耗的适宜运动强度。例如，一位 20岁的女子长跑选手，其最大吸氧量是 50ml/kg/min/，现在需要以 90％
的强度进行跑步，那么她的跑速应该是多少？
计算为：
90％最大吸氧量＝ 0.9× 50 ml/kg/min/＝ 45
ml/kg/min/
45 ml/kg/min/＝ X × 0.2 ml/kg/min/m/min＋ 3.5
ml/kg/min
X＝ 207m/min 即，她应该以 207m/min的速度跑步以达到需要的能耗量
目前对于在斜坡面上慢跑和跑步所知并非很多。但是有一点是清楚的，上坡跑的氧耗量大约为步行上坡的一半。
因为奔跑时的腾空动作在一定程度上抵消了上坡的负荷，从而使垂直工作的净氧耗量降低。
以 1m/min的速度垂直跑时的氧耗量约为
ml/kg/min。上坡跑的垂直分量计算为坡度乘以跑的速度。
上坡跑的氧耗量计算公式为：
氧耗量＝ 0.2 ml/kg/min× 跑速＋ 0.9
ml/kg/min× 跑速＋ 3.5 ml/kg/min
例如，以 150m/min的速度在 10％的斜坡面上坡跑的氧耗量计算为：
氧耗量＝ 150m/min× 0.2
ml/kg/min/m/min＋ 150m/min× 10%× 0.9
ml/kg/min/m/min＋ 3.5 ml/kg/min
＝ 47 ml/kg/min
另外一个例子是通过该公式计算需要的坡度。如：
在平面上以 350m/min的速度跑步时氧耗量约为
73.5 ml/kg/min。若速度固定为，那么达到相同的氧耗量需要的坡度为：
73.5 ml/kg/min＝ 300m/min× 0.2
ml/kg/min/m/min＋ 150m/min× X× 0.9
ml/kg/min/m/min＋ 3.5 ml/kg/min
经计算,X＝ 0.037，即所需的坡度为 3.7%
如果同一人以 161m/min的速度跑 1英里，那么 10分钟就能完成。其氧耗量计算为：
氧耗量＝ 161m/min× 0.2 ml/kg/min/m/min＋
3.50ml/kg/min＝ 35.7 ml/kg/min
总的运动氧耗（毫升 /英里）＝
35.7 ml/kg/min× 70kg× 10min/mi＝ 25000ml/mi
以升为单位计算：总的运动氧耗＝ 25L/mi
以 5kcal/LO2计算，总的热量消耗约为 125kcal。
若扣除基础代谢而计算净的运动热量消耗，则减去
3.50ml/kg/min× 70kg× 10min÷ 1000× 5kcal/L＝ 12kcal，而得净的运动热量消耗为 113kcal。
接近 1英里步行时热量消耗的两倍。
7.4 不同速度和坡度的慢跑和跑步时的能量需求跑速（米 /分钟）
坡度 80 107 134 161 188 215 241 268
0 5.6 7.1 8.7 10.2 11.7 13.3 14.8 16.3
1 5.8 7.4 9.0 10.6 12.2 13.8 15.4 17.0
2 6.0 7.7 9.3 11.0 12.7 14.4 16.0 17.7
3 6.2 7.9 9.7 11.4 13.2 14.9 16.6 18.4
4 6.4 8.2 10.0 11.9 13.7 15.5 17.3 19.1
5 6.6 8.5 10.4 12.3 14.2 16.1 17.9 19.8
6 6.8 8.8 10.7 12.7 14.6 16.6 18.5 20.4
7 7.0 9.0 11.0 13.1 15.1 17.1 19.1 21.1
8 7.2 9.3 11.4 13.5 15.6 17.7 19.7 21.8
9 7.4 9.6 11.7 13.9 16.1 18.3 20.3 22.5
10 7.6 9.9 12.1 14.3 16.6 18.8 21.0 23.2
7.5 慢跑和跑步时的能量消耗 (kcal/min)
跑速（米 /分钟）
体重 80 107 134 161 188 215 241 268
50.0 4.7 5.9 7.2 8.5 9.8 11.1 12.3 13.6
54.5 5.1 6.4 7.9 9.3 10.6 12.1 13.4 14.8
59.1 5.5 7.0 8.6 10.0 11.5 13.1 14.6 16.1
63.6 5.9 7.5 9.2 10.8 12.4 14.1 15.7 17.3
68.2 6.4 8.1 9.9 11.6 13.3 15.1 16.8 18.5
72.7 6.8 8.6 10.5 12.4 14.2 16.1 17.9 19.8
77.3 7.2 9.1 11.2 13.1 15.1 17.1 19.1 21.0
81.8 7.6 9.7 11.8 13.9 15.9 18.1 20.2 22.2
86.4 8.1 10.2 12.5 14.7 16.8 19.1 21.3 23.5
90.9 8.5 10.8 13.2 15.4 17.7 20.1 22.4 24.7
95.4 8.9 11.3 13.8 16.2 18.6 21.1 23.5 25.9
100 9.3 11.8 14.5 17.0 19.5 22.2 24.7 27.2
注：将查表所得值乘以运动持续时间即为总能耗
虽然在步行和跑步方面已有过众多的研究，但一般人的观念上仍然存在一些误解。
在此，需要强调的是，步行 1英里所消耗的能量和跑同样的距离所消耗的能量并不一样多。
估算运动时能量消耗的公式也可以用来估算热量消耗，这对于为完成设定的能耗目标而确定运动量很有帮助。
例如一个体重 70kg的人以 80m/min的速度步行，那么他用 20分钟就走完 1英里。其热量消耗为：
氧耗量＝
80m/min× 0.1 ml/kg/min/m/min＋ 3.50ml/kg/min
＝ 11.5 ml/kg/min
总的运动氧耗（毫升 /英里）＝
11.5 ml/kg/min× 70kg× 20min/mi＝ 16100ml/mi
以升为单位计算：总的运动氧耗＝ 16.1L/mi
以 5kcal/LO2计算，总的热量消耗约为 80.5kcal。
若扣除基础代谢而计算净的运动热量消耗，则减去
3.50ml/kg/min× 20min× 70kg÷ 1000× 5kcal/L＝
24.5kcal，而得净的运动热量消耗为 56kcal。
在控制体重过程中明确净的运动能耗是很有意义的。
当以中等速度（ 55~80m/min）移动时，步行 1英里消耗的热量是慢跑或跑步的一半左右。这意味着一个人同样以 80m/min的速度进行慢跑要比走的新陈代谢率更高，心率当然也更快。很多人的步行速度都在这一水平，但即使提高步行速度
（如达到 134m/min）其净的运动能耗仍然少于同距离的跑。
骑自行车测功计逐渐开始变得普及。这种运动形式的好处在于，对比跑步而言，骑自行车能够完成同样的能量消耗而较少引起髋、膝、踝关节的损伤。
自行车测功计最常用腿进行蹬骑，但少数情况下也有放在桌上用上肢摇动的。此处分析用腿进行蹬骑自行车测功计的能量消耗的计算。
在步行、慢跑和跑步时，运动者要承载自身体重，因此其能耗自然和体重成比例。
但骑自行车时没有这一问题。
运动负荷主要是由轮子的阻力和蹬踏板的转速决定的，不同体型的人在骑自行车完成同样运动量的时候其氧耗量几乎相同。
因此，完成相同运动量时体重较轻者的相对氧耗量或梅脱值更高。
可以在测功计上设置车轮的阻力和脚踏板每分钟的转速。
在使用最为广泛的 Monark功率自行车上，踏板每旋转 1周车轮转过 6米。那么脚踏板以 50转 /分钟的转速相当于车轮行过 300米 /分钟。
如果对车轮施加 1kg的阻力（ 1kp），那么负荷量为 300kpm/min。
负荷量也可以用瓦特（ Watt）为单位来表示，
6.1kpm/min＝ 1W,300kpm/min近似等于 50W。
可以通过增加对车轮的阻力或变动脚踏板蹬骑速度来改变负荷量的大小。
进行 1kpm负荷运动时的氧耗量为 1.8ml。在蹬骑自行车时，克服自行车各部分的摩擦阻力还需要消耗一部分能量，大约为运动能耗的 10％左右，
因此计为 0.2ml/kpm。故自行车测功计运动时对车轮施加 1kg的阻力引起总的能量消耗计为
2.0ml/kpm。
在 ACSM的计算公式中，坐在自行车测功计上
（即静息时）的氧耗量预设为 3.5ml/kg/min。当负荷量在 150～ 1200kpm/min之间时，通过负荷量估算氧耗量的公式如下：
氧耗量（ ml/min）＝负荷量（ kpm/min） × 2ml
O2/kpm＋ 3.5ml/kg/min× 体重
或者，氧耗量（ ml/min）＝负荷量（ Watt）
× 12ml O2/W＋ 3.5ml/kg/min× 体重例如：两个体重分别为 50kg和 100kg的人在自行车测功计上进行 600 kpm/min负荷的运动，他们的氧耗量分别是：
体重 50kg者,
氧耗量＝ 1200＋ 3.5mi/kg/min× 50k
＝ 1375 ml/min
用公斤体重表达，为 27.5ml/min/kg。或者 7.9MET。
体重 100kg者,
氧耗量＝ 1200＋ 3.5ml/kg/min× 100kg
＝ 1550 ml/min
用公斤体重表达，为 15.5ml/min/kg。或者 4.4MET
就像结果显示的那样，氧耗量用 L/min表示，则体重差异很大的人并无明显区别（ 1.375 vs 1.55L/min）；而用除以体重后的相对值表达，则差异很大（ 7.9 vs 4.4METs）
在某些健身计划中，参加者会通过多种运动形式和装备来实现训练效果，也可能会对每种形式的运动都设定相同的强度和负荷量。这样，通过上述的公式就可以在自行车测功计上设定负荷来达到与步行或跑步相当的运动量。
例如，一个体重 70kg者的运动计划设定为步行时能耗达到
6METs，如果他在自行车测功计上以 50转 /分钟的速度运动，应设定的阻力负荷计算如下：
6METs＝ 6× 3.5ml/kg/min× 70kg＝ 1470ml/min
1470＝ X× 2ml O2/kpm＋ 3.5ml/kg/min× 70kg
X＝ 612 kpm/min。
612 kpm/min＝ 50转 /分 × 6米 /转 × 阻力阻力＝ 2.04，或近似为 2kp。即对车轮施加 2kg的阻力
登台阶是非常简便经济的运动形式之一。并且运动量很容易掌握，仅通过增加台阶的高度或上下台阶的频率就可以方便地调节。
登台阶的氧耗量是以下三者的总和,a.上台阶,b.
下台阶,c.上下台阶期间在水平方向的前后移动。
根据研究，上台阶的氧耗量为 1.8ml/kg/min每
m/min，与步行相同；下台阶的氧耗量是上台阶的
1/3，因此，上下台阶的氧耗量的和为上台阶氧耗量的 1.33倍。每分钟上下台阶的移动距离计算为每分钟登台阶次数和台阶高度的乘积。例如，台阶高
20cm，上下频率为 27次 /分钟，那么每分钟上下总距离为 5.4米。
上下台阶期间在水平方向的前后移动的氧耗量与上下频率成比例。基本上，水平方向的前后移动的氧耗量用梅脱表示可以计算为上下频率值除以 10。或以体积值表示为
0.35× 上下频率值 ml/kg/min。
登台阶的氧耗量计算公式为：
氧耗量＝台阶高度（米） × 每分钟上台阶次数
× 1.33× 1.8ml/kg/min＋上下频率 × 0.35ml/kg/min
例如，以 20次 /分钟的频率上下 20cm台阶，其氧耗量计算为：
氧耗量＝ 0.2m× 20次 × 1.33× 1.8ml/kg/min/m/min＋
20× 0.35ml/kg/min
＝ 16.6ml/kg/min，或 4.7MET
7.6 不同负荷登台阶的能量消耗值（ MET）
台阶高度 每分钟登台次数
(cm) 12 18 24 30
0 1.2 1.8 2.4 3.0
4 1.5 2.3 3.1 3.8
8 1.9 2.8 3.7 4.6
12 2.2 3.3 4.4 5.5
16 2.5 3.8 5.0 6.3
20 2.8 4.3 5.7 7.1
24 3.2 4.8 6.3 7.9
28 3.5 5.2 7.0 8.7
32 3.8 5.7 7.7 9.6
36 4.1 6.2 8.3 10.4
40 4.5 6.7 9.0 11.2
在设计运动计划的时候，有许多形式的运动可供选择。包括韵律操、游泳、以及众多项目的比赛等。毫无疑问，这些活动的能量消耗计算起来比走或跑更为困难，其中许多运动的能耗取决于参加者的技术水平和积极性与主动性。
1、韵律操
2、游泳
韵律操在动作上与走或跑有某些类似。其能量需要取决于动作设计的紧凑或舒缓；动作力度的大小；是否手持重物等。
一个刚开始练习的人也许动作的幅度、力度等都并不到位，
而一个熟练的人可能每一个动作都做得完整有力，这样他们的能量消耗就不相同。
同一套韵律操对于一般性完成动作的初学者和完成动作准确有力的熟练者而言，其能量消耗范围从 4MET到 10MET
不等。而且韵律操动作中包含一些小肌群和一些静力性的肌肉收缩动作，因此其运动中心率要高于进行相同氧摄取量的走或跑。
下表概括了在以低、中、高的强度进行韵律操练习时的热量消耗。
7.7 韵律操练习时的总热量消耗 (kcal/min)
体重（ kg） 低强度 中等强度 高强度
50.0 3.3 5.8 8.3
54.5 3.6 6.4 9.1
59.1 3.9 6.9 9.8
63.6 4.2 7.4 10.6
68.2 4.5 7.9 11.3
72.7 4.8 8.5 12.1
77.3 5.1 9.0 12.8
81.8 5.4 9.5 13.6
86.4 5.7 10.1 14.3
90.9 6.0 10.6 15.1
95.4 6.3 11.1 15.9
100.0 6.6 11.7 16.7
对很多人来说，游泳是一项很理想的运动形式，
它是大肌群的动力性活动，并且极少发生关节损伤。但最大的限制在于需要能方便地使用游泳池和具备游泳技术。游泳时的能量需要取决于移动速度和划水方式，也受到技术熟练性的影响。
熟练的游泳者在运动中出现能量节省化，
因此与不甚熟练的游泳者相比，要消耗同样的能量必须游过更远的距离。
flume
在只进行踩水动作时的能量消耗大约为
1.5L/min(7.5kcal/min)。
优秀的游泳运动员可以以同样的能耗游出
36m/min的速度，而不熟练的游泳者要维持相同的速度需消耗约 2倍的能量。
已经估算出，游泳 1英里的净热量消耗可以超过 400kcal，这个值 4倍于跑步,8倍于步行。
但是，实际的游泳过程中热量消耗变异很大，
受到诸如技术和性别的影响。
下表是由 Holmer提出的男子和女子游泳的能量消耗
7.8 自由泳 1英里的热量消耗（ kcal/min）
技术水平 女 子 男 子竞技运动员 180 280
熟练游泳者 260 360
一般人 300 440
不熟练者 360 560
技术拙劣者 440 720
注：依 I,Holmer,男子游泳生理学”
第三节 不用公式估算能量消耗
一般来说，为了达到提高并维持心肺机能的目的，锻炼者所进行的运动强度应该是在 60～ 80％个人最大吸氧量之间。
因此，就可以依据个人的最大吸氧量作为基础，估算其在运动中的能量消耗。
例如，一个人的最大吸氧量是 10METs，那么其运动时的能量消耗可以估算如下：
10METs换算为热量表示为 10kcal/kg/hr。
如果个人要以目标心率的下限进行运动，也就是运动强度要超过 6METs。
如果这个人体重 70kg，则其以该强度进行运动时的能量消耗为 70kg× 6kcal/kg/hr＝
420kcal/hr。若运动半小时则能量消耗约为
210kcal。
这种简单计算方法的前提是受试者以大肌肉群进行活动 。
第四节 相关的环境因素
虽然温度、相对湿度、污染因素、海拔高度等并不影响亚极量运动时的能量需要，
但它们确能影响体育运动参加者对运动负荷的反应。
应该 记住 个体的心率是综合反映运动的强度、持续时间、以及环境因素相互作用对机体所产生应激的良好指标。当环境因素会造成运动者的心率反应增强时，就应该注意适当减轻运动强度，而适当延长运动持续时间来达到能量消耗的目标。
有两个问题需要注意：
运动量是否适当？
运动强度和持续时间的结合是否足以达到预期的能量消耗值并与热量的摄入相平衡？
第一节 测量能量消耗的方法
直接热量测定
间接热量测定直接热量测定
受试者在一间特殊结构的测验室里进行运动，测验室与外界隔热，并有水在墙的内外两层之间流动。
水由受试者释放的热量加热，这样通过计算流经测验室的水的体积和流入流出时的温度差，就可以得出受试者的产热量。
例如，一个人在测验室里进行台阶运动，上下频率为 30次 /分钟，台阶高度为 20cm。流过测验室墙间的水流为 20L/分钟，水的流入流出的温度差为
0.5℃ 。因为使 1L水的温度升高 1℃ 约需要 1Kcal的热量，这样能量消耗大约为,20L/分钟
× 1Kcal/℃ × 0.5℃ ＝ 10Kcal/分钟。
受试者通过皮肤和呼吸道蒸发水分还会丢失一部分的热量。这部分热量可以通过收集这些水分而算出，
并加到运动总能耗当中去。
间接热量测定在封闭循环测试中，受试者通常从呼吸测量计中吸取 100％纯氧，呼出气体中的二氧化碳则通过化学方法吸收。随着时间推移，呼吸测量计中的氧因被消耗而出现含量的下降，这样就可以计算出每分钟的氧消耗量。
由于 CO2被吸收，呼吸交换率就不能计算，因此把氧热价在 4.82kcal/L作为碳水化合物、蛋白质、脂肪三者都被用于供能的标志。封闭循环测试最常用于测量基础代谢率。
使用开放循环式的呼吸测量法来测量氧耗量和二氧化碳产生量是最常用的间接热能测试技术。在测量时，氧耗量由吸入气体中的氧量减去呼出气体中的氧量而得出，这一差值是由于组织对氧的摄取或氧的消耗产生的。二氧化碳产生量通过相同的方法计算。这样就可以计算呼吸交换率（ R）；也就可以推知在运动中主要是由碳水化合物还是主要由脂肪供给的能量。
封闭循环式呼吸测量法 开放循环式呼吸测量法
机体每消耗 1L氧所能够产生的热量，
称为 氧热价 。
碳水化合物 蛋白质 脂肪产热量 4.0 9.0 4.0
氧热价 5.0 4.7 4.5
呼吸商 1.0 0.7 0.8
由上表可知，每氧化 1L氧，碳水化合物约比蛋白质和脂肪多产生 6％的热量；而氧化 1克脂肪产生的热量多出碳水化合物两倍以上。
如果一个人在运动中分别由等量的碳水化合物和脂肪供能，则氧热价接近
4.85kcal/L，也就是二者的平均值。
细胞氧化碳所形成的氧消耗率称为呼吸商（ RQ）。
相同的比率，当通过惯常的气体交换过程进行测量时，被称为气体交换率
（ R）。并被应用作为运动过程中反映能源物质利用情况的指标。
第二节 表示能量消耗的方法
计算运动时能量需要的基础是受试者在运动过程中被测得的氧摄取的稳定状态。
一旦氧摄取达到稳定状态，肌肉的能量供应就从有氧代谢转入多种方式共存。这样测得的氧摄取量就可以通过不同的方式来表示能量的消耗。
表示能量消耗的方法氧摄取量（ VO2，单位为 L/min）
Kcal/min
单位体重氧摄取量（ VO2，单位为 ml/min/kg）
梅脱（ MET）
千卡 /千克体重 /小时（ Kcal/kg/hr）
氧摄取量（ VO2，单位为 L/min）
其计算方法为吸入气体中的氧含量减呼出气体中的氧含量的浓度差乘以每分通气量 。
Kcal/min氧摄取量也可以用每分钟产生多少千卡的热来表达。
能源物质的氧热价在脂肪的 4.7kcal/L到碳水化合物的 5.0kcal/L之间。在操作时，
扣除精读上的差值后，将氧摄取量转换成每分钟产生多少千卡热量的实际值为
5kcal/L O2 。总能耗以每分钟产生热量的千卡数乘以运动持续时间来计算。
例如,一个体重 80kg的人在跑台上跑步
30min，其氧摄取量为 2.4L/min，那么总能耗为,2.4L/min× 5kcal/L× 30 min＝
360kcal。
单位体重氧摄取量（ VO2，单位为
ml/min/kg） 即氧摄取量用 ml单位表示，
然后除以受试者的体重（ kg）。采取这种方式使不同体形和体重的人之间具有可比性。
如上例，该受试者的单位体重氧摄取量为,2.4L/min÷ 80kg＝ 30 ml/min/kg
梅脱（ MET） 基础代谢率氧摄取量约为
3.5ml/min/kg。这称为 1个 MET。运动量用
MET的倍数表示。
如上例，其运动的梅脱值为：
30 ml/min/kg÷ 3.5 ml/min/kg＝ 8.6MET
千卡 /千克体重 /小时（ Kcal/kg/hr） 梅脱单位的另一个好处是它还可以显示受试者每公斤体重每小时产热量的千卡数。
如上例，受试者运动的梅脱值为 8.6，当以小时为单位计算，该数值乘以 60，得氧摄取量为 1800ml/hr/kg，或 1.8L/hr/kg。
如果该个体此时为碳水化合物和脂肪混合供能，那么产热量等于氧摄取量和氧热价的乘积，为
4.85kcal/L O2× 1.8L/hr/kg＝ 8.7kcal/hr/kg
第三节 估算运动时能量消耗的公式
在二十世纪七十年代的中期，美国运动医学会（ ACSM）就通过分级负荷运动试验（ GXTs）的方法确认了一些简单的公式来估算诸如步行、登台阶、跑步、骑自行车等常见运动在达到稳定状态时的能量需求。
从这些公式计算出来的氧摄取量是一个估计值，其标准差是实际测量数据平均值的 9％左右。在制订运动处方应用这些公式的时候记住这些差异很有必要 。
ACSM的公式也被应用于分级运动试验来估算机能能力，或最大有氧能力。
在受试者 身体健康 并且 GXTs的负荷增加速率慢到足以使氧摄取量在每一阶段都能够达到稳定状态的前提下，这种估算方法显示出相当的合理性。
而在测试时负荷增加过快或受试者对负荷不能适应，受试者的氧摄取量就不能与试验的进程同步，
这时用公式估算的氧摄取量值就会比实测值高。
事实上，这种过高估计的情况更容易在 有疾患的人群中发生，显示出他们可能对 GXTs难以承受。
以更低的速率增加负荷，来使受试者在每一阶段都能达到氧摄取量的稳定状态，这样可以减少对机能能力的过度估计，但仍然要求受试者进行适当代谢率的运动以使机体承受负荷。
为了更为准确地表示某一运动所需的氧耗量，目前将总氧耗量划分为净的运动氧耗量和维持基础代谢的氧耗量（ 1MET）两部分。并在计算时加以区分。
以下对这些常见运动的能量消耗提供了估算公式。这些运动经常被用于心脏病患者的康复和成年人的运动健身计划当中。
步行、登台阶、跑步、骑自行车等运动的能量需求
（一）步行的氧消耗量
（二）慢跑和快速跑的氧耗量
（三）步行或跑步 1英里的氧耗量
（四）骑自行车测功计时的氧耗量
（五）登台阶的氧耗量
（六）其他运动的能量需求
1、在水平面上步行
2、在斜坡面上步行
3、在不同速度下步行
在运动健身计划中最常见的运动形式就是步行。
以下的公式可以用来估算以 50－ 100m/min的速度在水平面上步行时的能量消耗。
Dill的研究表明在水平面上以 1的速度步行其净氧耗量为 0.100-0.106 ml/ kg / min。 ACSM取 0.1 ml/
kg / min作为计算的标准。公式为：
氧耗量＝ 0.1 ml/ kg / min＋ 3.5 ml/ kg / min
这是以 1m/min的速度步行时的总氧耗量。
假设一个人以 90m/min的速度步行，那么其总氧耗量计算值为,90m/min× 0.1 ml/ kg / min/m/min
＋ 3.5 ml/ kg / min＝ 12.5 ml/ kg / min，梅脱值等于 12.5 ml/ kg / min÷ 3.5 ml/ kg / min＝ 3.6。
反过来，该公式也可以应用于预计一个需要引起特定能量消耗值的运动强度水平。
例如，某一不能承受标准 GXTs的受试者被告知需要以 11.5 ml/ kg / min的氧耗量来达到适当的运动强度，那么其步行速度应该计算如下：
11.5 ml/ kg / min＝ X× 0.1 ml/ kg /
min/m/min＋ 3.5 ml/ kg / min
经计算,X＝ 80 m/min。即步行速度应该为 80 m/min。
在斜坡面上坡步行时的氧耗量是水平面步行的氧耗量加垂直分量的氧耗量加基础代谢氧耗量三部分的和。
研究已证明，以 1m/min的速度进行垂直向上移动其氧耗量为 1.8 ml/ kg / min。垂直分量的计算是以坡度（以百分数表示）乘以移动速度（ m/min）。
例如一个人在 10％的斜坡上进行速度为 80m/min的上坡步行，就等于以 8m/min的速度进行垂直向上的步行。在斜坡面上步行的氧耗量计算公式为：
氧耗量＝ 0.1 ml/ kg / min× 水平速度＋ 1.8 ml/ kg / min×
垂直速度＋ 3.5 ml/ kg / min
例如，某人以 90m/min的速度在 12％斜坡面上进行上坡步行，其氧耗量计算为：
氧耗量＝ 0.12(坡度 )× 90m/min× 1.8 ml/ kg / min/m/min
＋ 0.1 ml/ kg / min/m/min× 90m/min＋ 3.5 ml/ kg / min＝
31.9 ml/ kg / min，或者 9.1MET。
如前所述，公式也可以用于设定一个需要引起特定能量消耗值的运动强度水平。
例如，设定一个向上的坡度，使以 60m/min
的速度在其上步行时能量消耗达到 6MET。
计算为：
6MET约为 21.0 ml/ kg / min。
21.0 ml/ kg / min＝ X× 60m/min× 1.8 ml/
kg / min/m/min＋ 0.1 ml/ kg /
min/m/min× 60m/min＋ 3.5 ml/ kg / min
X＝ 0.106,即坡度为 10.6％。
前述的公式适用范围是步行的速度在 50－ 100m/min之间。超出了这一范围，步行的氧耗量就会以曲线的方式增加。
在健身活动时，由于不少人更愿意选择快速的步行而不是慢跑，因此了解以较高的速度进行步行时的能量消耗对于制订运动处方是很有意义的。
7.2 不同坡度和速度步行时的能量消耗值 单位：梅脱（ MET）
速度（ m/min）
坡度％ 54 67 80 94 107 121 134
0 2.5 2.9 3.3 3.7 4.9 6.2 7.9
2 3.1 3.6 4.1 4.7 5.9 7.4 9.3
4 3.6 4.3 4.9 5.6 7.1 8.7 10.6
6 4.2 5.0 5.8 6.6 8.1 9.9 12.0
8 4.7 5.7 6.6 7.5 9.3 11.1 13.4
10 5.3 6.3 7.4 8.5 10.4 12.4 14.8
12 5.8 7.1 8.3 9.5 11.4 13.6 16.6
14 6.4 7.7 9.1 10.4 12.6 14.9 17.5
16 6.9 8.4 9.9 1.4 13.6 16.1 18.9
18 7.5 9.1 10.7 12.4 14.8 17.4 20.3
20 8.1 9.8 1.6 13.3 15.9 18.6 21.7
22 8.6 10.3 12.4 14.3 17.0 19.9 23.1
24 9.1 11.1 13.2 15.3 18.1 21.1
26 9.7 11.9 14.0 16.2 19.2 22.3
28 10.3 12.5 14.9 17.2 20.3 23.6
30 10.8 13.2 15.7 18.2 21.4
用千卡 /分钟的计算方法来表示步行的能耗也是比较常用。
下表列出了不同体重者以不同速度步行时的能量消耗，总能耗则可以通过乘以运动时间得出。从步行时产热量的趋势看，不仅随速度的增加能耗就增高，而且随速度的增加能耗增加的速率也在加大。
因此，从无运动经历者可以通过较低的步行速度达到适当的运动量，而体质相对较好的人则可以提高速度来使能耗迅速增加，产生足够的训练效果。
而当锻炼者的体重有所下降，同样速度的步行能耗就降低，因此应以增加运动时间或者提高速度来弥补。
7.3 步行时的能量消耗（ kcal/min）
千米 /小时体重（ kg） 3 4 5 5.5 6.5 7 8
50.0 2.1 2.4 2.8 3.1 4.1 5.2 6.6
54.5 2.3 2.6 3.0 3.4 4.4 5.6 7.2
59.1 2.5 2.6 3.0 3.4 4.4 5.6 7.2
63.6 2.7 3.1 3.5 3.9 5.2 6.6 8.4
68.2 2.8 3.3 3.7 4.2 5.6 7.0 9.0
72.7 3.0 3.5 4.0 4.5 5.9 7.5 9.6
77.3 3.2 3.7 4.2 4.8 6.3 8.0 10.2
81.8 3.4 4.0 4.5 5.0 6.7 8.4 10.8
86.4 3.6 4.2 4.7 5.3 7.0 8.9 11.4
90.9 3.8 4.4 5.0 5.6 7.4 9.4 12.0
95.4 4.0 4.6 5.2 5.9 7.8 9.9 12.6
100 4.2 4.8 5.5 6.2 8.2 10.3 13.2
注：将查表所得值乘以运动持续时间即为总能耗。
慢跑和跑步是健康人进行健身锻炼最为常用的运动形式。当速度在 130－ 350m/min之间时，
用 ACSM的公式可以估计运动的氧耗量。而只要练习者确实是在慢跑而不是走，速度在
130m/min以下时公式仍然能够适用 。
1、在水平面上慢跑和跑步
2、在斜坡面上慢跑和跑步
3、不同速度的慢跑和跑步
以 1m/min的速度在水平面上慢跑和跑步的净氧耗量接近步行时的两倍。
为 0.2ml/kg/min/m/min。值得注意的是，该公式的适用对象是普通人群，
训练有素的跑步者在跑时与普通人相比出现能量节省化，而且这种跑的经济性有一定范围的变动。
计算跑的过程中氧耗量的公式为：
氧耗量＝ 0.2 ml/kg/min/m/min× 跑速＋
3.5 ml/kg/min
例如，在跑道上以 60分钟跑完 10千米需要消耗的氧量计算为：
10000m÷ 60min＝ 167m/min
氧耗量＝ 167m/min× 0.2
ml/kg/min/m/min＋ 3.5 ml/kg/min
＝ 36.9 ml/kg/min/ 或者 10.5梅脱反过来，该公式也可以推算产生所需要的能量消耗的适宜运动强度。例如，一位 20岁的女子长跑选手，其最大吸氧量是 50ml/kg/min/，现在需要以 90％
的强度进行跑步，那么她的跑速应该是多少？
计算为：
90％最大吸氧量＝ 0.9× 50 ml/kg/min/＝ 45
ml/kg/min/
45 ml/kg/min/＝ X × 0.2 ml/kg/min/m/min＋ 3.5
ml/kg/min
X＝ 207m/min 即，她应该以 207m/min的速度跑步以达到需要的能耗量
目前对于在斜坡面上慢跑和跑步所知并非很多。但是有一点是清楚的，上坡跑的氧耗量大约为步行上坡的一半。
因为奔跑时的腾空动作在一定程度上抵消了上坡的负荷，从而使垂直工作的净氧耗量降低。
以 1m/min的速度垂直跑时的氧耗量约为
ml/kg/min。上坡跑的垂直分量计算为坡度乘以跑的速度。
上坡跑的氧耗量计算公式为：
氧耗量＝ 0.2 ml/kg/min× 跑速＋ 0.9
ml/kg/min× 跑速＋ 3.5 ml/kg/min
例如，以 150m/min的速度在 10％的斜坡面上坡跑的氧耗量计算为：
氧耗量＝ 150m/min× 0.2
ml/kg/min/m/min＋ 150m/min× 10%× 0.9
ml/kg/min/m/min＋ 3.5 ml/kg/min
＝ 47 ml/kg/min
另外一个例子是通过该公式计算需要的坡度。如：
在平面上以 350m/min的速度跑步时氧耗量约为
73.5 ml/kg/min。若速度固定为，那么达到相同的氧耗量需要的坡度为：
73.5 ml/kg/min＝ 300m/min× 0.2
ml/kg/min/m/min＋ 150m/min× X× 0.9
ml/kg/min/m/min＋ 3.5 ml/kg/min
经计算,X＝ 0.037，即所需的坡度为 3.7%
如果同一人以 161m/min的速度跑 1英里，那么 10分钟就能完成。其氧耗量计算为：
氧耗量＝ 161m/min× 0.2 ml/kg/min/m/min＋
3.50ml/kg/min＝ 35.7 ml/kg/min
总的运动氧耗（毫升 /英里）＝
35.7 ml/kg/min× 70kg× 10min/mi＝ 25000ml/mi
以升为单位计算：总的运动氧耗＝ 25L/mi
以 5kcal/LO2计算，总的热量消耗约为 125kcal。
若扣除基础代谢而计算净的运动热量消耗，则减去
3.50ml/kg/min× 70kg× 10min÷ 1000× 5kcal/L＝ 12kcal，而得净的运动热量消耗为 113kcal。
接近 1英里步行时热量消耗的两倍。
7.4 不同速度和坡度的慢跑和跑步时的能量需求跑速（米 /分钟）
坡度 80 107 134 161 188 215 241 268
0 5.6 7.1 8.7 10.2 11.7 13.3 14.8 16.3
1 5.8 7.4 9.0 10.6 12.2 13.8 15.4 17.0
2 6.0 7.7 9.3 11.0 12.7 14.4 16.0 17.7
3 6.2 7.9 9.7 11.4 13.2 14.9 16.6 18.4
4 6.4 8.2 10.0 11.9 13.7 15.5 17.3 19.1
5 6.6 8.5 10.4 12.3 14.2 16.1 17.9 19.8
6 6.8 8.8 10.7 12.7 14.6 16.6 18.5 20.4
7 7.0 9.0 11.0 13.1 15.1 17.1 19.1 21.1
8 7.2 9.3 11.4 13.5 15.6 17.7 19.7 21.8
9 7.4 9.6 11.7 13.9 16.1 18.3 20.3 22.5
10 7.6 9.9 12.1 14.3 16.6 18.8 21.0 23.2
7.5 慢跑和跑步时的能量消耗 (kcal/min)
跑速（米 /分钟）
体重 80 107 134 161 188 215 241 268
50.0 4.7 5.9 7.2 8.5 9.8 11.1 12.3 13.6
54.5 5.1 6.4 7.9 9.3 10.6 12.1 13.4 14.8
59.1 5.5 7.0 8.6 10.0 11.5 13.1 14.6 16.1
63.6 5.9 7.5 9.2 10.8 12.4 14.1 15.7 17.3
68.2 6.4 8.1 9.9 11.6 13.3 15.1 16.8 18.5
72.7 6.8 8.6 10.5 12.4 14.2 16.1 17.9 19.8
77.3 7.2 9.1 11.2 13.1 15.1 17.1 19.1 21.0
81.8 7.6 9.7 11.8 13.9 15.9 18.1 20.2 22.2
86.4 8.1 10.2 12.5 14.7 16.8 19.1 21.3 23.5
90.9 8.5 10.8 13.2 15.4 17.7 20.1 22.4 24.7
95.4 8.9 11.3 13.8 16.2 18.6 21.1 23.5 25.9
100 9.3 11.8 14.5 17.0 19.5 22.2 24.7 27.2
注：将查表所得值乘以运动持续时间即为总能耗
虽然在步行和跑步方面已有过众多的研究，但一般人的观念上仍然存在一些误解。
在此，需要强调的是，步行 1英里所消耗的能量和跑同样的距离所消耗的能量并不一样多。
估算运动时能量消耗的公式也可以用来估算热量消耗，这对于为完成设定的能耗目标而确定运动量很有帮助。
例如一个体重 70kg的人以 80m/min的速度步行，那么他用 20分钟就走完 1英里。其热量消耗为：
氧耗量＝
80m/min× 0.1 ml/kg/min/m/min＋ 3.50ml/kg/min
＝ 11.5 ml/kg/min
总的运动氧耗（毫升 /英里）＝
11.5 ml/kg/min× 70kg× 20min/mi＝ 16100ml/mi
以升为单位计算：总的运动氧耗＝ 16.1L/mi
以 5kcal/LO2计算，总的热量消耗约为 80.5kcal。
若扣除基础代谢而计算净的运动热量消耗，则减去
3.50ml/kg/min× 20min× 70kg÷ 1000× 5kcal/L＝
24.5kcal，而得净的运动热量消耗为 56kcal。
在控制体重过程中明确净的运动能耗是很有意义的。
当以中等速度（ 55~80m/min）移动时，步行 1英里消耗的热量是慢跑或跑步的一半左右。这意味着一个人同样以 80m/min的速度进行慢跑要比走的新陈代谢率更高，心率当然也更快。很多人的步行速度都在这一水平，但即使提高步行速度
（如达到 134m/min）其净的运动能耗仍然少于同距离的跑。
骑自行车测功计逐渐开始变得普及。这种运动形式的好处在于，对比跑步而言，骑自行车能够完成同样的能量消耗而较少引起髋、膝、踝关节的损伤。
自行车测功计最常用腿进行蹬骑，但少数情况下也有放在桌上用上肢摇动的。此处分析用腿进行蹬骑自行车测功计的能量消耗的计算。
在步行、慢跑和跑步时，运动者要承载自身体重，因此其能耗自然和体重成比例。
但骑自行车时没有这一问题。
运动负荷主要是由轮子的阻力和蹬踏板的转速决定的，不同体型的人在骑自行车完成同样运动量的时候其氧耗量几乎相同。
因此，完成相同运动量时体重较轻者的相对氧耗量或梅脱值更高。
可以在测功计上设置车轮的阻力和脚踏板每分钟的转速。
在使用最为广泛的 Monark功率自行车上，踏板每旋转 1周车轮转过 6米。那么脚踏板以 50转 /分钟的转速相当于车轮行过 300米 /分钟。
如果对车轮施加 1kg的阻力（ 1kp），那么负荷量为 300kpm/min。
负荷量也可以用瓦特（ Watt）为单位来表示，
6.1kpm/min＝ 1W,300kpm/min近似等于 50W。
可以通过增加对车轮的阻力或变动脚踏板蹬骑速度来改变负荷量的大小。
进行 1kpm负荷运动时的氧耗量为 1.8ml。在蹬骑自行车时，克服自行车各部分的摩擦阻力还需要消耗一部分能量，大约为运动能耗的 10％左右，
因此计为 0.2ml/kpm。故自行车测功计运动时对车轮施加 1kg的阻力引起总的能量消耗计为
2.0ml/kpm。
在 ACSM的计算公式中，坐在自行车测功计上
（即静息时）的氧耗量预设为 3.5ml/kg/min。当负荷量在 150～ 1200kpm/min之间时，通过负荷量估算氧耗量的公式如下：
氧耗量（ ml/min）＝负荷量（ kpm/min） × 2ml
O2/kpm＋ 3.5ml/kg/min× 体重
或者，氧耗量（ ml/min）＝负荷量（ Watt）
× 12ml O2/W＋ 3.5ml/kg/min× 体重例如：两个体重分别为 50kg和 100kg的人在自行车测功计上进行 600 kpm/min负荷的运动，他们的氧耗量分别是：
体重 50kg者,
氧耗量＝ 1200＋ 3.5mi/kg/min× 50k
＝ 1375 ml/min
用公斤体重表达，为 27.5ml/min/kg。或者 7.9MET。
体重 100kg者,
氧耗量＝ 1200＋ 3.5ml/kg/min× 100kg
＝ 1550 ml/min
用公斤体重表达，为 15.5ml/min/kg。或者 4.4MET
就像结果显示的那样，氧耗量用 L/min表示，则体重差异很大的人并无明显区别（ 1.375 vs 1.55L/min）；而用除以体重后的相对值表达，则差异很大（ 7.9 vs 4.4METs）
在某些健身计划中，参加者会通过多种运动形式和装备来实现训练效果，也可能会对每种形式的运动都设定相同的强度和负荷量。这样，通过上述的公式就可以在自行车测功计上设定负荷来达到与步行或跑步相当的运动量。
例如，一个体重 70kg者的运动计划设定为步行时能耗达到
6METs，如果他在自行车测功计上以 50转 /分钟的速度运动，应设定的阻力负荷计算如下：
6METs＝ 6× 3.5ml/kg/min× 70kg＝ 1470ml/min
1470＝ X× 2ml O2/kpm＋ 3.5ml/kg/min× 70kg
X＝ 612 kpm/min。
612 kpm/min＝ 50转 /分 × 6米 /转 × 阻力阻力＝ 2.04，或近似为 2kp。即对车轮施加 2kg的阻力
登台阶是非常简便经济的运动形式之一。并且运动量很容易掌握，仅通过增加台阶的高度或上下台阶的频率就可以方便地调节。
登台阶的氧耗量是以下三者的总和,a.上台阶,b.
下台阶,c.上下台阶期间在水平方向的前后移动。
根据研究，上台阶的氧耗量为 1.8ml/kg/min每
m/min，与步行相同；下台阶的氧耗量是上台阶的
1/3，因此，上下台阶的氧耗量的和为上台阶氧耗量的 1.33倍。每分钟上下台阶的移动距离计算为每分钟登台阶次数和台阶高度的乘积。例如，台阶高
20cm，上下频率为 27次 /分钟，那么每分钟上下总距离为 5.4米。
上下台阶期间在水平方向的前后移动的氧耗量与上下频率成比例。基本上，水平方向的前后移动的氧耗量用梅脱表示可以计算为上下频率值除以 10。或以体积值表示为
0.35× 上下频率值 ml/kg/min。
登台阶的氧耗量计算公式为：
氧耗量＝台阶高度（米） × 每分钟上台阶次数
× 1.33× 1.8ml/kg/min＋上下频率 × 0.35ml/kg/min
例如，以 20次 /分钟的频率上下 20cm台阶，其氧耗量计算为：
氧耗量＝ 0.2m× 20次 × 1.33× 1.8ml/kg/min/m/min＋
20× 0.35ml/kg/min
＝ 16.6ml/kg/min，或 4.7MET
7.6 不同负荷登台阶的能量消耗值（ MET）
台阶高度 每分钟登台次数
(cm) 12 18 24 30
0 1.2 1.8 2.4 3.0
4 1.5 2.3 3.1 3.8
8 1.9 2.8 3.7 4.6
12 2.2 3.3 4.4 5.5
16 2.5 3.8 5.0 6.3
20 2.8 4.3 5.7 7.1
24 3.2 4.8 6.3 7.9
28 3.5 5.2 7.0 8.7
32 3.8 5.7 7.7 9.6
36 4.1 6.2 8.3 10.4
40 4.5 6.7 9.0 11.2
在设计运动计划的时候，有许多形式的运动可供选择。包括韵律操、游泳、以及众多项目的比赛等。毫无疑问，这些活动的能量消耗计算起来比走或跑更为困难，其中许多运动的能耗取决于参加者的技术水平和积极性与主动性。
1、韵律操
2、游泳
韵律操在动作上与走或跑有某些类似。其能量需要取决于动作设计的紧凑或舒缓；动作力度的大小；是否手持重物等。
一个刚开始练习的人也许动作的幅度、力度等都并不到位，
而一个熟练的人可能每一个动作都做得完整有力，这样他们的能量消耗就不相同。
同一套韵律操对于一般性完成动作的初学者和完成动作准确有力的熟练者而言，其能量消耗范围从 4MET到 10MET
不等。而且韵律操动作中包含一些小肌群和一些静力性的肌肉收缩动作，因此其运动中心率要高于进行相同氧摄取量的走或跑。
下表概括了在以低、中、高的强度进行韵律操练习时的热量消耗。
7.7 韵律操练习时的总热量消耗 (kcal/min)
体重（ kg） 低强度 中等强度 高强度
50.0 3.3 5.8 8.3
54.5 3.6 6.4 9.1
59.1 3.9 6.9 9.8
63.6 4.2 7.4 10.6
68.2 4.5 7.9 11.3
72.7 4.8 8.5 12.1
77.3 5.1 9.0 12.8
81.8 5.4 9.5 13.6
86.4 5.7 10.1 14.3
90.9 6.0 10.6 15.1
95.4 6.3 11.1 15.9
100.0 6.6 11.7 16.7
对很多人来说，游泳是一项很理想的运动形式，
它是大肌群的动力性活动，并且极少发生关节损伤。但最大的限制在于需要能方便地使用游泳池和具备游泳技术。游泳时的能量需要取决于移动速度和划水方式，也受到技术熟练性的影响。
熟练的游泳者在运动中出现能量节省化，
因此与不甚熟练的游泳者相比，要消耗同样的能量必须游过更远的距离。
flume
在只进行踩水动作时的能量消耗大约为
1.5L/min(7.5kcal/min)。
优秀的游泳运动员可以以同样的能耗游出
36m/min的速度，而不熟练的游泳者要维持相同的速度需消耗约 2倍的能量。
已经估算出，游泳 1英里的净热量消耗可以超过 400kcal，这个值 4倍于跑步,8倍于步行。
但是，实际的游泳过程中热量消耗变异很大，
受到诸如技术和性别的影响。
下表是由 Holmer提出的男子和女子游泳的能量消耗
7.8 自由泳 1英里的热量消耗（ kcal/min）
技术水平 女 子 男 子竞技运动员 180 280
熟练游泳者 260 360
一般人 300 440
不熟练者 360 560
技术拙劣者 440 720
注：依 I,Holmer,男子游泳生理学”
第三节 不用公式估算能量消耗
一般来说，为了达到提高并维持心肺机能的目的，锻炼者所进行的运动强度应该是在 60～ 80％个人最大吸氧量之间。
因此，就可以依据个人的最大吸氧量作为基础，估算其在运动中的能量消耗。
例如，一个人的最大吸氧量是 10METs，那么其运动时的能量消耗可以估算如下：
10METs换算为热量表示为 10kcal/kg/hr。
如果个人要以目标心率的下限进行运动，也就是运动强度要超过 6METs。
如果这个人体重 70kg，则其以该强度进行运动时的能量消耗为 70kg× 6kcal/kg/hr＝
420kcal/hr。若运动半小时则能量消耗约为
210kcal。
这种简单计算方法的前提是受试者以大肌肉群进行活动 。
第四节 相关的环境因素
虽然温度、相对湿度、污染因素、海拔高度等并不影响亚极量运动时的能量需要，
但它们确能影响体育运动参加者对运动负荷的反应。
应该 记住 个体的心率是综合反映运动的强度、持续时间、以及环境因素相互作用对机体所产生应激的良好指标。当环境因素会造成运动者的心率反应增强时，就应该注意适当减轻运动强度，而适当延长运动持续时间来达到能量消耗的目标。
