【訓練】五種不同強度的心率 該如何定義?

羅譽寅
發表於2018/12/16
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在前一篇「訓練也能秤斤論兩?科學化訓練的關鍵」已經分享了量化是科學化訓練的關鍵,那如何用最大心率法來找出不同訓練強度區間的訓練心率呢?

這也是我們之前最大的困惑,許多不同教科書、教練或網路訓練平台所定義的心率區間都不一樣,讓我們無所適從。其實,並無誰對誰錯的問是,只是定義不同罷了。因此,我們最後採取《丹尼爾博士跑步方程式》一書中對各級強度的定義:


 

最大心率百分比(% HRmax)

E 強度

65%~79%

M 強度

80%~90%

T 強度

88%~92%

A 強度*

92%~97.5%

I 強度

97.5%~100%

*書中並沒有明確定義 A 強度,我們是依 T 與 I 強度來推斷。


耐力網中,已經根據此一理論將五種關鍵強度(E/M/T/I/R)的訓練心率都計算好了,只要在「心率區間檢測」中輸入最大心率,即可得知各個訓練的心率區間。


耐力網的心率計算器提供了特定運動訓練強度對應心率的計算工具,透過測驗得知最大心率後,即可計算出各個訓練心率區間(圖片來源:耐力網)

 

利用「儲備心率法」更能精準掌控訓練強度

但我們為求更準確地利用心率來監控訓練強度,認為最大心率之百分比(%MHR)確實難以根據每個人不同的體能狀況加以修正(因為當我們直接拿最大心率百分比來監控訓練強度時,我們是從心跳為零開始算起,那就會產生誤差;當然只使用%MHR來監控強度也有其好處,就是省去測量安靜心率的步驟)。

因此我們希望可以透過儲備心率(Heart Rate Reserve,簡稱 HRR)來定義出原有的五種訓練強度,儲備心率的概念最初是由卡蒙內(Karvonen)等人首先提出,其計算公式如下:

目標訓練強度心率 = 目標訓練強度百分比 × (最大心率 – 安靜心率)+安靜心率


由於安靜心率可以作為個人有氧適能(aerobic fitness)的指標,體能越佳者其安靜心率越低,體能越差者(或未經訓練者)則安靜心率會越高;因此以儲備心率來設定訓練強度就能夠考慮到個別運動員的體能差異,讓每一位運動員不會受到個別的體能差異而影響訓練的強度。


最大心率相同的兩位運動員,安靜心率卻可能有很大的差異(照片來源:123RF)


假設現在有 A、B 兩名運動員,他們的最大心率同樣是 200bpm,但 A 運動員經過長時間的耐力訓練,安靜心率為 50bpm,而 B 運動員卻才剛接觸耐力訓練,所以他的安靜心率為較高的 80bpm,在這種情況下,如果只採用最大心率的百分比(%MHR)來計算強度,兩位運動員會得出同樣的結果:


強度

%MHR

下限

上限

有氧耐力(E)

65 - 79%

130

158

有氧動力(M)

79 - 89%

158

178

乳酸閾值(T)

89 - 92%

178

184

無氧耐力(A)

92 - 97.5%

184

195

無氧動力(I)

97.5 - 100%

195

200


但我們都知道,由於 A 運動員之體能較佳,其儲備心率(200-50=150)會比 B 運動員的(200-80=120)還要高,也就是說其實 A、B 兩位運動員在運動時心率的起始點本來就不一樣,所以在同樣的訓練強度下兩者的心跳率應該會是不一樣才對,如果我們只採用 %MHR 來判定訓練強度的話,兩位運動員會得到一樣的結果,可知「最大心率法」(%MHR)並不是界定訓練強度最好的方法。

但問題就來了,我們從《Daniels' Running Formula》中知道了 E、M、T、I 各訓練強度的 %MHR 區間,但書中其實並沒有對儲備心率有太多的描述,因此我們並不知道這幾種訓練強度的 %HRR 區間範圍是多少,那麼到底要如何使用儲備心率來安排這五種強度上呢?

我的推論與定義方式如下:

美國國家肌力與體能協會 NSCA 最新版的教科書指出:「心跳率百分比與耗氧量百分比具有高度的關聯性」,其中書上更列出了在不同強度下 VO2max、HRR 與 MHR 之間的關係,從表中可見 %VO2max 與 %HRR 兩者間的百分比完全吻合:


(圖片來源:耐力網,摘自Thomas R. Baechle, & Roger W. Earle (2008). Essential of strength training and conditioning 3rd edition., 493. National Strength and Conditioning Association(U.S.): Human Kinetics)


既然我們知道 %VO2max 與 %HRR 有如此大的關聯性,也就說如果我們得知《丹尼爾博士跑步方程式》中五種訓練強度的 %VO2max 後,便可以推斷出各強度的 %HRR 為何。而我們發現在丹尼爾博士一書中正好有五種強度的 %VO2max(見下方整理出來的表格);根據前面提到 %VO2max 與 %HRR 之間的密切性,所以我們認為各強度的 %VO2max 區間應該可以直接轉換成 %HRR,並用來作為訓練時的依據。

《丹尼爾博士跑步方程式》第三版中,五種訓練強度所對應的 %VO2max:


 

最大攝氧量百分比(% VO2max)

E強度

59%~74%

M強度

75%~84%

T強度

83%~88%

A強度

88%~95%

I強度

95%~100%

摘自 Jack Daniels, PhD(2013). Daniels' Running Formula Third Edition., 48. United States of America: Human Kinetics.


我們利用 Daniels 所提供的 %VO2max 區間轉換成 %HRR,再重新計算 A(安靜心率=50bpm)與 B(安靜心率=80bpm)兩位運動員五種強度的區間(計算方式如下:59% × (200-50)+50=139,如此類推),可以發現 %HRR 的方式更乎合訓練的個別化原則:


訓練強度

%MHR 心率區間

%HRR of A 的心率區間

%HRR of B 的心率區間

有氧耐力(E)

130~158

139~161

151~169

有氧動力(M)

158~178

161~176

169~181

乳酸閾值(T)

178~184

176~182

181~186

無氧耐力(A)

184~195

182~193

186~194

無氧動力(I)

195~200

193~200

194~200


以同樣的最大心率 200bpm 的 AB 兩位運動員為例,比較這兩種方式,我們會發現強度愈低,誤差愈大。尤其對安靜心率較低的運動員來說,使用最大心率法(%MHR)時,E/M 強度的心率區間就會有較大的誤差。

如上列比較表,B 的最大心率為 200bpm,安靜心率為 50bpm 時,若使用最大心率法,E 心率區間是 130~158bpm,但儲備心率法的E心率區間是 151~169bpm,差距相當大。這也是為什麼要使用儲備心率法的緣故。但提高到了 T/I 強度時,心率區間的差別就不多了。



以上文章,由 鐵人三項研究室 授權刊出。


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