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Atemarbeit

12. September 2026 Tauchbuddy Allgemein Kommentare deaktiviert für Atemarbeit
Taucher haelt sich in Stroemung an einem Felsvorsprung fest und atmet kraeftig aus, dichte Blasenwolke am Atemregler.
Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Die Atemarbeit ist die Druck-Volumen-Arbeit, die beim Ein- und Ausatmen gegen Widerstände geleistet werden muss. Unter Wasser steigt sie mit der Tiefe, weil das Atemgas dichter wird und der Atemregler als zusätzlicher Widerstand hinzukommt. Sie ist damit eine der Größen, die begrenzen, wie tief und wie hart ein Taucher arbeiten kann, ohne in Schwierigkeiten zu geraten.

Woraus sich die Atemarbeit zusammensetzt

Das DocCheck Flexikon definiert die Atemarbeit als die „während der Atmung geleistete Druck-Volumen-Arbeit gegen bestimmte Atemwiderstände“. Sie zerfällt in zwei Anteile. Der elastische Anteil überwindet die Rückstellkräfte des Lungengewebes und die Oberflächenspannung in den Alveolen. Der resistive Anteil überwindet die Reibung des strömenden Gases; davon entfallen nach derselben Quelle „etwa 80–90 %“ auf den Strömungswiderstand der Atemwege und rund 10 % auf den Gewebewiderstand.

Wichtig für das Verständnis unter Wasser: Die Einatmung ist aktive Muskelarbeit, die Ausatmung erfolgt an Land „weitgehend passiv“, weil die gedehnte Lunge von selbst zurückfedert. Alles, was die Ausatmung bremst — dichtes Gas, ein Ausatemventil, eine ungünstige Körperlage —, verlagert Arbeit in eine Phase, die eigentlich keine kosten sollte.

Warum die Atemarbeit mit der Tiefe steigt

Der Grund ist die Gasdichte. Luft wiegt an der Oberfläche rund 1,293 g/l; in 30 Metern ist sie viermal so dicht. DAN fasst den Zusammenhang in einem Satz zusammen: „High WOB means it takes more effort to take a breath, and increasing gas density means it takes more effort to move that gas.“ WOB steht dort für work of breathing, die englische Bezeichnung derselben Größe.

Wie stark der Effekt ist, zeigen zwei Messungen, die DAN referiert. In der Arbeitsgruppe um Lambertsen sank bei 4 bar Absolutdruck (rund 30 m, Gasdichte 5,17 g/l) der maximale Ausatemfluss ebenso wie die erreichbare Ventilationsrate auf „nearly half“ der Werte an der Oberfläche. Bei Warkander und Mitarbeitern verloren bei 6,8 bar (8,79 g/l) zwei Taucher durch CO₂-Anstieg die Handlungsfähigkeit — „without any self-awareness“ — und mussten gerettet werden. Dass der Betroffene es selbst nicht merkt, ist der gefährliche Teil.

Bei den Grenzwerten gehen die Quellen auseinander, und das sollte man wissen. CMAS nennt im Fact Sheet „Max Depth“: „The density of a gas should not exceed 9 g/l (i.e. 60 m in air)“. Anthony und Mitchell nennen 5,2 g/l als ideales und 6,2 g/l als hartes Maximum; oberhalb von 6 g/l steige das Risiko eines Tauchgangsabbruchs sprunghaft an, meist durch CO₂-Rückhalt. Zwischen beiden Angaben liegen gut 20 Meter Tiefe. Die Zahlen sind im Eintrag zur Gasdichte ausführlich gegenübergestellt.

Was das Gerät beiträgt — die Grenzwerte der EN 250

Ein Teil der Atemarbeit entsteht nicht im Taucher, sondern im Atemregler. Die Norm DIN EN 250 begrenzt diesen Anteil. Das Lehrbuch für Forschungstaucher von König und Lipp gibt die Anforderungen wieder: bei einer Prüftiefe von 6 bar Absolutdruck, also rund 50 Metern, darf „die Atemarbeit 3,0 J/l nicht überschreiten“; der Spitzenwert des Atemdrucks muss beim Ein- und Ausatmen „im Bereich von ± 25 mbar“ bleiben; die positive Atemarbeit während der Einatmung darf „0,3 J/l nicht überschreiten“.

Diese Werte gelten für den Prüfstand, nicht für den Tauchgang. Ein Gerät, das die Norm knapp erfüllt, und eines, das sie deutlich unterbietet, fühlen sich in 40 Metern bei Strömung sehr unterschiedlich an. Als Tauchlehrer sehe ich den Unterschied regelmäßig an derselben Stelle: Der Schüler mit dem schwergängigen Leihgerät atmet schneller und flacher — genau das Muster, das die Situation verschlimmert.

Was daraus für den Tauchgang folgt

Hohe Atemarbeit führt nicht in erster Linie zu Atemnot, sondern zu Hyperkapnie, also zu einem Anstieg des Kohlendioxids im Blut. Der Körper spart die teure Atemarbeit unbewusst ein, indem er flacher atmet; dadurch wird ein größerer Anteil jedes Atemzugs im Totraum bewegt statt in den Alveolen ausgetauscht. Erhöhtes CO₂ macht unruhig, dann handlungsunfähig.

Praktisch heißt das dreierlei. Erstens: Ein gewartetes, für kaltes Wasser geeignetes Gerät ist kein Luxus. Zweitens: Anstrengung in der Tiefe — gegen Strömung schwimmen, einen Kameraden schleppen — ist teurer, als sie sich anfühlt; das Atemminutenvolumen steigt dabei überproportional. Drittens: Wer tiefer will, hat gegen die Gasdichte nur einen wirksamen Hebel, und der heißt Helium.

Quellen

Merkt man hohe Atemarbeit rechtzeitig?
Nicht zuverlässig. In der von DAN referierten Untersuchung von Warkander und Mitarbeitern wurden zwei Taucher durch CO₂-Anstieg handlungsunfähig, ohne es selbst zu bemerken — im englischen Wortlaut „without any self-awareness“. Frühe Zeichen wie Kopfschmerz, Unruhe oder das Gefühl, nicht durchzukommen, treten auf, werden unter Belastung aber leicht der Anstrengung zugeschrieben. Deshalb ist die Planung wichtiger als das Körpergefühl.
Hilft Nitrox gegen hohe Atemarbeit?
Kaum. Sauerstoff ist geringfügig schwerer als Stickstoff, ein höherer Sauerstoffanteil senkt die Gasdichte also nicht nennenswert — und die zulässige Tiefe begrenzt Nitrox ohnehin. Der wirksame Hebel gegen die Gasdichte ist Helium, das deutlich leichter ist als Stickstoff. Genau deshalb arbeitet das technische Tauchen in der Tiefe mit heliumhaltigen Gemischen.
Warum begrenzt die EN 250 gerade 3,0 J/l?
Die Zahl selbst begründet die Norm nicht; sie legt sie als Anforderung bei 6 bar Absolutdruck fest. Zum Vergleich nennt eine Herstellerdarstellung für den Test der U.S. Navy einen strengeren Maximalwert von 1,4 Joule — diese Angabe stammt aus einer Broschüre, nicht aus dem Normtext, und ist hier nicht am Original geprüft.