progetto di una stalla

Come progettare una stalla con modello BIM e dwg da scaricare

Il progetto di una stalla con un esempio pratico da scaricare: studio delle norme, criteri di progettazione, analisi funzionale e dimensionale e la progettazione di un impianto fotovoltaico

Il progetto di una stalla rappresenta una sfida interessante per il progettista, in quanto suo obiettivo è quello di renderla efficace ed efficiente nel tempo: la produttività dell’attività di allevamento dipende infatti anche dalla bontà delle scelte progettuali, da quanto efficacemente sono stati progettati tutti gli elementi.

Il progetto di una stalla è un processo complesso nel suo insieme, che riprende aspetti e funzioni diversi tra di loro: partendo dall’individuazione delle esigenze, e quindi delle funzioni interne alla stalla, si arriva ad organizzare gli elementi accessori che sono indispensabili per il funzionamento della struttura.

Questo nostro approfondimento è dedicato alla progettazione di una stalla per bovini: dallo studio della normativa passeremo a considerare i criteri di progettazione, valutando aspetti funzionali e dimensionali; per questo particolare progetto, oltre la progettazione architettonica, abbiamo scelto di considerare anche il fabbisogno di energia ed abbiamo realizzato la progettazione di un impianto fotovoltaico valutando quindi, per la stalla, la produzione di energia ecosostenibile ottenuta con l’alloggiamento di pannelli fotovoltaici sul tetto.

Dell’esempio realizzato saranno disponibili per il download gratuito sia gli elaborati tecnici in dwg ed il modello 3D del progetto architettonico che la relazione tecnica ed il progetto dell’impianto fotovoltaico.

come progettare una stalla - 04

 

 

Normativa

Le imposizioni normative riguardano i seguenti aspetti:

  • impatto ambientale;
  • benessere animale;
  • qualità igienico-sanitaria delle produzioni;
  • salute e sicurezza dei lavoratori;
  • assetto urbanistico e paesaggio.

A ulteriore testimonianza di quanto sia rilevante l’edilizia per il settore zootecnico, è importante ricordare che la stragrande maggioranza delle indicazioni e dei parametri misurabili riportati dalle normative europee sul benessere animale fa riferimento ad aspetti prettamente edilizi (sistemi di stabulazione, superfici minime d’allevamento, controllo ambientale dei ricoveri, sistemi per l’alimentazione e l’abbeverata, tipi di pavimento).

A regolamentare il progetto di una stalla provvedono diverse norme nazionali, regionali e locali, che garantiscono un corretto modo di operare, considerando i diversi fattori che ruotano intorno a tale struttura.

  • d.lgs. 126/2011 – norme minime per la protezione dei vitelli
  • dpr 54/1997 – produzione e immissione sul mercato di latte e di prodotti a base di latte – capitolo II punto 2
  • dm 7 aprile 2006 – Criteri e norme tecniche generali per la disciplina regionale dell’utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento (art. 38 d. Lgs. n. 152/1999)
  • normative regionale e locale

Tipologie di stalle per bovini

Prima di addentrarci nello studio dei criteri progettuali, è utile distinguere le due principali tipologie di stalla: a stabulazione fissa o a stabulazione libera.

Nella stabulazione fissa gli animali occupano sempre lo stesso spazio (detto posta) e sono legati ad una rastrelliera. Indicata per un massimo di 35-40 capi, la stalla a stabulazione fissa è stata nei tempi la soluzione di stabulazione più utilizzata. Con l’avvento di nuove tecniche di alimentazione, mungitura, allontanamento delle deiezioni, è stata di fatto soppiantata dalla stabulazione libera; oggi è ancora utilizzata nelle zone montane per allevamenti di dimensioni ridotte.

La stabulazione libera è la forma di stabulazione più diffusa. Caratteristica di questo tipo di allevamento (e quindi elemento da tenere in conto nella progettazione della stalla) è che le mucche sono libere di muoversi all’interno degli spazi delimitati, idoneamente dimensionati per garantire maggiore confort e migliori condizioni igienico-sanitarie.

Ci soffermeremo sugli elementi di progettazione per ciascuna tipologia più avanti nell’articolo.

progetto di una stalla - Sezione B-B

Progetto di una stalla: criteri

Orientamento e distanza da altri edifici

L’orientamento della stalla, ovvero la direzione dell’asse maggiore del fabbricato rispetto ai punti cardinali, ha un ruolo importante nel determinare le condizioni microclimatiche presenti all’interno del ricovero e va scelto privilegiando il periodo dell’anno più delicato per questi animali, cioè l’estate.

Come criterio generale, una stalla libera deve preferibilmente avere un orientamento di tipo est-ovest. Questo orientamento:

  • limita l’esposizione alla radiazione solare degli elementi di chiusura (tamponamenti, serramenti, copertura) e quindi il surriscaldamento del ricovero.
  • favorisce la ventilazione naturale al suo interno per la differenza di temperatura delle due pareti lunghe (l’aria calda a sud tende a salire richiamando aria per depressione
    dalla parete nord).
  • evita l’irraggiamento diretto di aree di stabulazione degli animali, particolarmente deleterio se si tratta dell’area di riposo esposta a ovest.

Dato che le stalle per vacche da latte sono ventilate naturalmente, e nel periodo estivo soprattutto per effetto del vento, si pone l’importante questione della distanza della stalla da altri edifici del centro aziendale, nel caso questi siano posti sulla direttrice del vento dominante, così da evitare un effetto frangivento non desiderato.

Per determinare la distanza minima (D in metri) fra due edifici si può fare riferimento alla formula D = (0,4 x H) x L0,5 dove H e L sono rispettivamente l’altezza al colmo in metri e la lunghezza in metri dell’edificio che funge da ostacolo (dimensione del lato dell’edificio rivolto verso l’altro fabbricato).

Forma e dimensioni dell’edificio

Con la diffusione delle stalle a stabulazione libera si è assistito ad una progressiva semplificazione dell’involucro edilizio, sia per limitare i costi di costruzione, sia per favorire la ventilazione naturale del ricovero.

La struttura portante è sempre del tipo a travi e pilastri, con impiego di manufatti prefabbricati di acciaio, legno o calcestruzzo armato, molto aperta e spesso priva di tamponamenti fissi (specialmente sui due lati lunghi), con eventuale predisposizione di tamponamenti leggeri asportabili o regolabili in altezza, quali reti o teli ombreggianti o frangivento di materiale plastico.

progetto di una stalla - 1

E’ preferibile sempre il semplice tetto a due falde a elevata pendenza (25-35%), con coibentazione termica e fessura di colmo centrale appositamente dimensionata e provvista di cupolino di protezione, perché in questo modo si favorisce il ricambio d’aria nelle diverse stagioni dell’anno e si proteggono gli animali dal calore radiante proveniente dalla copertura in estate.

Nel caso di stalle molte larghe (oltre i 30-35 m) è possibile prevedere un salto di falda su ogni lato, con creazione di prese d’aria continue che agevolano i movimenti delle masse d’aria.

L’altezza in gronda della struttura deve essere elevata, perché in tal caso sarà ampia la superficie di entrata dell’aria, ma è bene non eccedere, onde evitare l’aumento della profondità d’ingresso dei raggi del sole in estate, con conseguenti effetti negativi sulla “vivibilità” delle aree di stabulazione. Bisogna anche considerare che eccessive altezze in gronda male si conciliano con l’esigenza di avere elevate pendenze di falde. Una buona altezza in gronda è compresa fra 3,0 e 4,5 m.

È molto importante predisporre abbondanti sporti laterali della copertura (1,5-2 m); il maggior costo della struttura (derivante dalla maggiore superficie coperta) viene ampiamente ripagato dai vantaggi che ogni giorno si potranno apprezzare (protezione degli animali e degli alimenti dal sole in estate e dalla pioggia durante tutto l’anno).

Ventilazione

La ventilazione di una stalla deve essere progettata e calcolata. La ventilazione naturale viene favorita da una fessura continua di colmo, nelle stalle con tetto a due falde, e da ampie aperture perimetrali. Nel periodo estivo risulta particolarmente utile il ricorso a ventilatori elettrici di vari tipi e dimensioni.

Nelle stalle a stabulazione libera l’area di attesa della mungitura e la zona di alimentazione sono i punti critici in cui è prioritaria l’installazione dei ventilatori. In questi ultimi anni stanno avendo una crescente diffusione i grandi ventilatori a pale ad asse di rotazione verticale (i cosiddetti “elicotteri”), in grado di sviluppare portate elevate d’aria a bassa velocità.

Pavimento

Il pavimento delle stalle rappresenta un elemento di grande rilevanza per il benessere degli animali, in quanto costituisce il manufatto che ha il più intimo contatto con i soggetti allevati.

Per questo dovrebbe essere antiscivolo, non abrasivo, privo di bordi aguzzi, non troppo duro, facile da pulire, resistente, di lunga durata ed economico; già da questa elencazione si intuisce che il pavimento ottimale non esiste, in quanto talune caratteristiche sono in netto contrasto fra loro.

Da alcuni anni vengono proposte sul mercato delle pavimentazioni deformabili in gomma, in alternativa a pavimenti di calcestruzzo. I pavimenti in gomma, così come quelli in malta resinosa con granuli di gomma o PVC sono particolarmente adatti per recuperare pavimenti vecchi o molto deteriorati, per i quali è difficile ipotizzare interventi alternativi.

Per contro, l’uso della gomma nelle corsie rappresenta un onere economico aggiuntivo che deve essere valutato attentamente dall’allevatore sulla base dei benefici che ci si può attendere, soprattutto in termini di migliore salute degli animali, maggiore produzione di latte, migliore fertilità e riduzione dei tassi di rimonta.

progetto di una stalla - Sezione A-A

Progetto di una stalla per bovini da latte

Nelle aziende in cui è effettuato l’allevamento dei bovini, la stalla rappresenta il centro produttivo aziendale. Gran parte delle attività sono collaterali, accessorie e finalizzate a garantire il corretto svolgimento del ciclo di allevamento delle vacche in produzione e della loro riproduzione.

Le strutture classiche dell’allevamento dei bovini sono generalmente costituite da:

  • stalle per ricovero animali (comprendenti infermeria e sala parto);
  • area di esercizio scoperta (questa zona talvolta può essere assente).

I locali accessori alla stalla possono essere:

  • locali per la conservazione degli alimenti e dei lettimi (fienili, sili, pagliai);
  • mangimificio, ovvero un locale adibito alla preparazione dei mangimi;
  • locali per la raccolta e la conservazione dei prodotti (sala di mungitura, sala del latte);
  • strutture per lo stoccaggio delle deiezioni animali (letame o liquame).

Per sviluppare al meglio il progetto di una stalla per bovini da latte occorre prioritariamente comprendere le funzioni che caratterizzano la struttura, partendo da quelle comuni alle diverse tipologie di stalle (a stabulazione fissa o libera).

Ambienti comuni

  • fienile: ambiente in cui viene riposto il fieno necessario per alimentare le mucche; va dimensionato in relazione al numero di capi presenti all’interno dell’allevamento in misura pari a circa 15-20 m³/capo
  • pagliaio: ambiente in cui viene riposta la paglia da utilizzare come fondo per la zona riposo e/o per la zona di esercizio (in caso di stabulazione libera) e per le poste (in caso di stabulazione fissa). Il suo dimensionamento dipende dal tipo di stabulazione:
    • stabulazione fissa o per lettiera permanente 10-14 m³/capo
    • stabulazione libera 0-4 m³/capo
  • silos: i silos possono essere di due tipi diversi, con relativo dimensionamento:
    • silos orizzontale (per trinciati) con dimensione pari a 7-10 m³/capo
    • silos verticale di dimensioni pari a 2-3 m³/capo

progetto di una stalla - 006

  • letamaio:
    • stabulazione fissa  3-4 m²/capo
    • stabulazione libera (lettiera permanente) 3,50-5 m²/capo
    • stabulazione libera (cuccette) 1,50-2 m²/capo
  • vascone dei liquami: zona in cui vengono inviati sia le deiezioni degli animali (dalle aree in cui non è presente la paglia) che le acque di lavaggio e l’acqua piovana delle aree esterne scoperte. Il vascone può essere:
    • posto sotto le pavimentazioni grigliate, con una profondità di circa 2,20-2,50 m
    • interrato, con profondità massima di 3 m
    • lagoni, scavi nel terreno impermeabilizzati attraverso film plastici
  • Il dimensionamento è legato a questa suddivisione, al tempo di stoccaggio (di circa 4-6 mesi) e alla produzione annua di liquame che si aggira intorno ai 7-10 m³/capo anno. E’ consigliabile posizionare tale struttura nella zona opposta rispetto alla zona mungitura.

Elementi progettuali comuni

Prescindendo dalla tipologia, nel progetto di una stalla per bovini da latte vi sono diversi aspetti progettuali comuni:

  • altezza minima: dipende dalle attrezzature che devono essere utilizzate all’interno degli spazi; normalmente è di 3,00 m anche se è consigliata un’altezza minima di 4,50 m
  • RAI: per le attività produttive in genere viene considerata 1/12, ma, tenendo in considerazione la natura di questa attività, si consiglia di mantenere un rapporto pari ad almeno 1/10
  • pareti laterali: nel caso in cui la profondità dei locali risulti quattro volte l’altezza di gronda, le pareti laterali devono essere aperte
  • servizi igienici: tra tutte le attività presenti all’interno di queste strutture, devono essere previsti anche i servizi per il personale, quali WC, spogliatoi, docce, ecc., che siano disposti in maniera tale da garantire un percorso separato “sporco/pulito”, garantendo quindi un filtro sanitario.

progetto di una stalla - 014

Progetto di una stalla per bovini a stabulazione fissa

La soluzione planimetrica di stalla per bovini a stabulazione fissa più diffusa è quella che prevede la disposizione degli animali a due ordini di poste ‘a testa a testa’ con corsia di alimentazione centrale e corsie di servizio laterali.

La corsia di alimentazione deve essere sufficientemente larga per consentire il passaggio del trattore con carro foraggero e l’accumulo dei foraggi secchi. Le corsie di servizio devono avere larghezza idonea per, ad esempio, facilitare lo stoccaggio della paglia, l’assistenza al parto, ecc.

La posta di stabulazione è l’elemento più importante: può essere di tipo lungo o corto, con o senza lettiera. Tra le poste sono previsti tubolari metallici per separare gli animali e l’abbeveratoio. Posteriormente le poste devono essere previste le cunette, utilizzate per l’allontanamento del letame. Da considerare inoltre che in questo caso le operazioni di mungitura devono essere realizzate alla posta.

stalla per bovini a stabulazione fissadimensioni
corsia centrale di alimentazionelarghezza 4,5 – 6,5 m
mangiatoia, adiacente alla corsia di alimentazionelarghezza 0,65 – 0,80 mdislivello postafondo 0,08 – 0,10 m
postalunghezza 1,60 – 1,75 mlarghezza 1,10 – 1,20 m
battifianchialtezza 1 mlunghezza 1,10 – 1,20 m
cunettalarghezza 0,40 – 0,50 maltezza 0,15 – 0,20 m
corsia di serviziolarghezza 1,20 – 1,50 m

A livello indicativo, una stalla a stabulazione fissa richiede complessivamente 7-12 m²/capo (o 35-45 m³/capo).

Progetto di una stalla per bovini a stabulazione libera

La stalla a stabulazione libera è costituita da diverse zone: di alimentazione, di riposo, di mungitura, di esercizio (paddock), funzionalmente connesse tra di loro.

progetto di una stalla - Pianta

Ognuna presenta una specifica funzione e le varie tipologie costruttive si caratterizzano sia per la diversa disposizione delle stesse sia per le soluzioni impiantistiche adottate.

zona di alimentazione
larghezza 3,50 – 4,00 mlunghezza 0,70 – 0,80 m/capo

La zona di alimentazione è costituita dalla corsia di alimentazione, dove gli animali sostano per alimentarsi, e dalla corsia di foraggiamento, destinata al passaggio dei mezzi meccanici per consentire la distribuzione degli alimenti. Generalmente le due zone sono separate da un muretto in calcestruzzo separato da una rastrelliera. La pavimentazione può essere grigliata, in cemento o in terra battuta.

zona di riposo
a cuccettecirca 3,00-4,50 m²/capo
a lettiera permanentecirca 6-8 m²/capo

La zona di riposo deve essere costruita in modo da garantire il massimo comfort agli animali.

La zona di riposo a cuccette garantisce il maggiore livello di benessere, economicità ed igiene: riduce il costo della lettiera, garantisce maggiore pulizia ed evita il calpestamento della mammella.

zona di riposo a cuccettedimensioni
lunghezza (variabile per razza allevata)2,40 – 2,50 m
larghezza1,15 – 1,20 m
sbarra antiavanzamento0,60 – 0,70 dalla parete
pendenza pavimento1 – 1,5 % verso la corsia di servizio

Le cuccette possono essere distribuite in:

  • due ordini di cuccette separate dalla corsia di esercizio (animali ‘groppa a groppa’)
  • due ordini di cuccette contrapposte (animali ‘testa a testa’)
  • tre ordini di cuccette, due contrapposte ed una ad un solo ordine

La zona di riposo a lettiera permanente si presenta come soluzione più elastica di quella a cuccette.

zona di esercizio
in cemento3-6 m²/capo
in terra battuta, paglia, altro> 10 m²/capo (consigliata 15-20 m²/capo)

La zona di esercizio è rappresentata da recinti esterni ed è la zona in cui la mucca può circolare liberamente e dedicarsi alla ruminazione.

La superficie a disposizione varia in funzione del tipo di pavimentazione: l’orientamento prevalente è a realizzare una zona pavimentata in calcestruzzo in prossimità della stalla. ed una zona in terra esterna alla prima: la prima sarebbe utilizzata nel periodo invernale, la seconda in quello estivo.

La stalla si completa con la zona di mungitura, zona in cui vengono portate le mucche che devono essere munte. E’ una zona composta da: sala d’attesa, sala mungitura, sala latte, sala macchine.

La prima sala, in cui gli animali sostano prima della mungitura, è dimensionata in base al numero dei capi presenti all’interno della stalla

sala di attesa1,30-1,50 m²/capo

La sala mungitura, invece, va in relazione della tipologia di tecnica che si vuole utilizzare:

a tandem60-70 m²munti 20-25 capi/h
a spina di pesceda 40 a 180 m²munti 30-60 capi/h
a giostrada 120 a 200 m²munti 80-120 capi/h

La fossa del mungitore deve trovarsi a circa 1 metro al di sotto del pavimento delle postazioni di mungitura per poter garantire una posizione ergonomicamente corretta per l’operatore. In questa zona il RAI da rispettare è di 1/8.

come progettare una stalla - sala mungitura

La sala latte e la sala macchine vengono definite dimensionalmente dalla numerosità e dall’ingombro dei macchinari previsti all’interno.

Progetto di una stalla per bovini: un esempio pratico

L’esempio che realizzeremo in questo focus tratta un progetto di una stalla per bovini da latte, a stabulazione libera e con lettiera permanente, avendo come riferimento la normativa regionale della Lombardia, non trascurando alcune regole dimensionali di buona progettazione.

progetto di una stalla - schema funzionale

La stalla si sviluppa su un’area di circa 3.200 m² che racchiude, per la massima parte dello spazio, le funzioni destinate ai bovini.

L’organizzazione interna è stata pensata prevedendo, nelle zone più esterne, le corsie di alimentazione in cui, con appositi macchinari, viene distribuito il cibo per gli animali. Proseguendo verso la parte interna è stata prevista la zona di alimentazione; come per l’area precedente, anche in questa la pavimentazione è stata pensata in cemento, per permettere una più agevole pulizia da parte dei raschiatori automatizzati.

Il progetto di una stalla prosegue poi con la definizione della zona di esercizio, che si è scelto di ricoprire con paglia come la zona adiacente destinata al riposo.

La parte centrale è una corsia che permette ai bovini di uscire dalla struttura per raggiungere le aree esterne; sul lato destro sono stati previsti anche ambienti destinati agli animali non più produttivi: box delle asciutte, box steaming up, box parto e box infermeria.

In testa all’edificio posizioniamo la zona adibita alla mungitura (con relativa zona di attesa), la zona per il personale (con bagni, spogliatoi e docce) ed il magazzino.

Questo nostro progetto di una stalla si completa con quelli che abbiamo definito elementi comuni:

  • la concimaia e la vasca dei liquami sono stati pensati nella zona nord, opposta rispetto alla mungitura;
  • nella zona est è stato collocato il deposito dei macchinari e il silos,
  • nella zona ovest fienile e pagliaio.

Calcolo fotovoltaico

Il progetto tratta un impianto di circa 140 KW di potenza, composto da 432 moduli e 2 inverter. I pannelli sono posizionati su entrambe le falde della copertura della stalla con orientamento est-ovest. Ogni dettaglio viene approfondito nel file di progetto dell’impianto fotovoltaico e relazione disponibili per il download.

 

Download dwg e modelli da scaricare

progetto di una stalla - Tavola esecutiva

La sezione che segue è dedicata al download gratuito dei file di elaborati tecnici e progetti prodotti, e dei software utilizzati per realizzare tale progettazione.

 

Scarica il modello 3D BIM (file .edf) del progetto di una stalla
Scarica il modello 3D BIM (file .edf) del progetto di una stalla in formato Educational
Scarica i grafici in DWG del progetto di una stalla

 

 

Progetto impianto fotovoltaico

Scarica il progetto completo (file .srlp2) dell’impianto fotovoltaico
Scarica il pdf della relazione tecnica a corredo del progetto dell’impianto fotovoltaico

 

Per aprire il progetto completo dell’impianto fotovoltaico è possibile utilizzare la versione trial di Solarius-PV completa e gratuita per 30 giorni.

 

Slide progetto stalla

 

Video

In questo video Michele ci presenta le linee guida essenziali per eseguire correttamente la progettazione di una stalla per bovini a stabulazione libera.

 

 

 


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