Dois recipientes circulares em uma prateleira podem parecer iguais por baixo, mas contêm quantidades completamente diferentes de cabo. É por isso que uma troca fácil de luminárias muitas vezes se torna uma visita adicional ao atacadista. O diâmetro aqui geralmente é o mesmo número, mas é a profundidade onde decisões importantes são tomadas. Compilamos uma lista dos tipos disponíveis de recipientes, suas capacidades conforme definido pelas regulamentações de preenchimento de caixas NEC, e como a situação é diferente no resto do mundo.
Para resumir, uma caixa de saída de teto redonda é tipicamente identificada pelo padrão norte-americano de 4” (10,2 cm) de diâmetro. No entanto, as variações em termos de profundidade e volume da caixa podem variar muito, com profundidades de 0,5” para a bandeja redonda de 4” (que tem um volume total de 6 in³) até 1,5” ou 2,125” (octógonos de 4”) para um volume de 15,5 in³ ou 21,5 in³, respectivamente. Uma caixa octogonal ainda maior de 4-11/16” (11,8 cm) tem um volume de 25,5, 29,5 ou 42,0 in³. Também estão disponíveis bandejas rasas de 3,5” (8,9 cm). No entanto, no Reino Unido e na Irlanda, a mesma coisa é chamada de ceiling rose, que tem diâmetro variando de 85-90 mm, ou caixa comum embutida medindo 100×100×45 mm.
Um diâmetro, quatro profundidades: a família de caixas redondas
As caixas de teto vêm em duas variedades e algumas profundidades variadas. Os tipos podem ser redondos (tipo bandeja ou caixa redonda com profundidade rasa) e octogonais (tipo octogonal, que é geralmente o que se refere quando as pessoas falam sobre caixas de teto redondas). Existem diâmetros em opções metálicas de 3-1/2 pol ou 4 pol para as bandejas, um diâmetro de 4 pol para os octógonos, e 4-11/16 pol para os tipos octogonais maiores usados em aplicações comerciais. Os próximos na linha são as caixas para ventiladores de teto e caixas para luminárias que têm diâmetros de 5 polegadas e 6 polegadas, respectivamente, pois pertencem a uma classificação diferente de produtos.
A profundidade é o que importa em termos de capacidade, conforme considerado na tabela NEC 314.16(A), e a diferença entre um octógono de 1-1/2 polegada e um de 2-1/8 polegada equivale a 6 polegadas cúbicas, que é a quantidade aproximada para acomodar 2,5 condutores 14 AWG a mais neles. Geralmente, essa é a diferença entre sucesso e falha em termos de verificação do preenchimento da caixa.
| Tipo de caixa | Diâmetro | Profundidade | Volume | Máx. condutores 14 AWG |
|---|---|---|---|---|
| Bandeja redonda | 4 pol (102 mm) | 1/2 pol (13 mm) | 6 pol³ | Apenas condutores, sem dispositivo |
| Octógono | 4 pol (102 mm) | 1-1/4 pol (32 mm) | 12,5 pol³ | 6 |
| Octógono | 4 pol (102 mm) | 1-1/2 pol (38 mm) | 15,5 pol³ | 7 |
| Octógono (classificado para ventilador) | 4 pol (102 mm) | 2-1/8 pol (54 mm) | 21,5 pol³ | 10 |
| Octógono, grande | 4-11/16 pol (119 mm) | 1-1/4 pol (32 mm) | 25,5 pol³ | 11 |
| Octógono, grande | 4-11/16 pol (119 mm) | 1-1/2 pol (38 mm) | 29,5 pol³ | 13 |
| Octógono, grande profundo | 4-11/16 pol (119 mm) | 2-1/8 pol (54 mm) | 42,0 pol³ | 21 |
Ao lado dessas caixas estão as não metálicas que têm números ligeiramente diferentes devido ao fato de serem moldadas em vez de estampadas. Por exemplo, uma caixa de teto não metálica de 4 de diâmetro com 2-1/4 de profundidade terá cerca de 20 polegadas cúbicas de volume, enquanto a que tem 2-3/4 de profundidade varia de cerca de 18 a 20 polegadas cúbicas, dependendo de como é moldada e se possui grampos embutidos. A tabela NEC não considera o uso de caixas plásticas, pois elas são obrigadas a ter sua capacidade escrita.
Por que caixas redondas e octogonais existem de fato
Uma caixa elétrica com formato retangular geralmente opera no teto, o que significa que o formato da caixa está mais relacionado ao design do dispositivo. Para uma luminária, uma caixa redonda ou octogonal fornece uma superfície uniforme para o dossel repousar. Ao usar uma caixa octogonal, a rotação do dossel é possível e ainda cobrirá a abertura da caixa. Outro benefício é o fato de que a caixa octogonal ou redonda possui parafusos de fixação 8-32 que são colocados no espaçamento padrão de 2-3/4 polegadas ou 3-1/2 polegadas, que podem ser encontrados em qualquer suporte de montagem para luminárias.
A forma octogonal tem uma vantagem adicional, pois ter lados planos permite knockouts que direcionam os fios na direção correta ao trabalhar com grade de teto. Isso significa que os fios podem entrar na caixa pelo lado mais apropriado sem criar tensão nos fios.
A profundidade é o número que importa, e o preenchimento da caixa é como você verifica isso.
Todos os fios, ao passarem pela caixa para conexões, emendas ou terminações, ocupam espaço. Além dos fios, dispositivos, aterramentos e dispositivos de fixação também utilizam espaço. Um dispositivo é contado pelo seu suporte (yoke) em vez do número de tomadas nele, então um duplex receptáculo elétrico é uma única permissão de dispositivo, não duas. De acordo com a Tabela 314.16(B), é necessário levar em conta que o fio 14 AWG ocupa 2,00 cu in, enquanto o 12 AWG ocupa 2,25 cu in. O suporte conta como dois fios do maior tamanho utilizado, todos os fios de aterramento juntos contam como um único fio, e dispositivos de fixação contam como outro.
Agora pegue uma caixa de teto real. Uma caixa octogonal de 4 pol por 2-1/8 pol tem um volume de 21,5 cu in. Com um cabo 14/3 entrando e apenas um cabo 14/2 saindo para um circuito de interruptor. Assim, você tem cinco condutores que conduzem corrente a 2,00 cada, um aterramento a 2,00 e um dispositivo de fixação a 2,00, totalizando 14 cu in, deixando 7,5 cu in livres. Mas e se você usar um fio 12 AWG e adicionar um dimmer no suporte? Então todo o volume disponível será usado muito rapidamente. Os mesmos cálculos adequados para um pendente podem não ser suficientes para um interruptor inteligente se a caixa se mostrar insuficiente para a fiação usada.
Bem ao lado dessa consideração está outra questão, referindo-se à próxima seção do vocabulário. O termo “gang” refere-se a dispositivos e não a aberturas, o que significa que mesmo que muitos fios sejam colocados na caixa, uma caixa com um dimmer já é contada como um gang.
| Item contado | Permissão de volume | Notes |
|---|---|---|
| Cada condutor 14 AWG | 2,00 cu in | Contado se termina ou emenda na caixa |
| Cada condutor 12 AWG | 2,25 cu in | Mesma regra, permissão maior |
| Todos os aterramentos de equipamentos | 1 permissão no maior tamanho | NEC 2020 e posteriores adicionam uma permissão adicional após quatro |
| Cada suporte de dispositivo | 2 × maior condutor naquele suporte | Um dimmer ou GFCI conta como um suporte |
| Grampos internos para cabos | 1 permissão no maior tamanho | Conectores externos não precisam de folga |
| Pigtails com menos de 6 polegadas | 0 | Ambas as extremidades dentro da caixa |
Octogonal, redondo ou quadrado: diferenciando-os à vista
Estude os cantos cuidadosamente. Uma estrutura octogonal verdadeira apresenta oito bordas retas e quebras angulares nos ângulos; entretanto, uma forma redonda é chamada de círculo apresentando uma flange rasa por não ter bordas planas; uma caixa quadrada tem quatro cantos e geralmente mede 4 × 4 polegadas. A forma quadrada é frequentemente confundida com caixa de teto, e não deve ser negligenciada porque o volume da caixa quadrada de 4 polegadas é igual a 30,3 polegadas cúbicas, que é na verdade uma vez e meia maior do que a do octógono com o mesmo diâmetro e altura.
O hardware de montagem também torna a distinção mais clara. Os octógonos e bandejas feitos para tetos são fornecidos com suportes ou pregos fixos para montagem em uma viga ou entre as vigas. As caixas quadradas são instaladas geralmente pelas laterais e são usadas principalmente como caixas de junção ou caixas de dispositivos de junção junto com o anel de lama, que também é o método de converter a caixa quadrada em ponto de montagem redondo para o dispositivo em caso de necessidade. É aí que o simples-gangue e multi-gangue a distinção começa a fazer diferença, porque um anel de dois gangues não cabe em um octógono de 4 polegadas, não importa como a fiação esteja organizada.
Classificação para dispositivo versus classificação para ventilador: os números de peso
A caixa do dispositivo deve ser capaz de suportar o peso, e existem classificações de peso que se aplicam também. Bandejas padrão para luminárias de teto e caixas octogonais são classificadas apenas para suportar uma carga de 50 lb (22,7 kg), e elas não são explicitamente projetadas para uso com ventiladores de teto, a menos que estejam rotuladas de outra forma. Uma caixa de instalação para ventilador de teto é fixada com segurança a uma viga ou montada de forma segura e classificada para suporte de ventilador, geralmente com peso máximo de 35 lb (15,9 kg) para o peso do ventilador mais 50 lb para o peso do dispositivo.
Este é um dos erros mais comuns em trabalhos de teto: colocar um ventilador em uma caixa que foi projetada para uma luminária. A caixa pode parecer a mesma e ter o mesmo tamanho, mas sua classificação não é a mesma, e uma fiação cuidadosa não compensa o fato de que a classificação de suporte de peso nunca foi atribuída à caixa.
Fora da América do Norte: tamanhos métricos e a rosa de teto
No Reino Unido e na Irlanda, utilizam o mesmo dispositivo conhecido como rosa de teto. O tamanho padrão do loop-in é de 85 ou 90 mm de diâmetro e é feito de material plástico branco. É regulado pela BS 67, que cuida do mecanismo de arranjo dos terminais e alívio de tensão, e é classificado com capacidade de 6 A a 250 V — uma soma adequada para um circuito de iluminação doméstico fortemente servido por LEDs. Rosas de teto decorativas feitas de latão, cromo ou gesso vêm com diâmetros que variam de 150 mm a 250 mm e são selecionadas com base no design e aparência, e não na capacidade.
Existe outra família de caixas que são caracterizadas como caixas embutidas métricas. Uma das caixas redondas europeias pode ser marcada com 100 mm de diâmetro e medida de profundidade de 46 mm, tendo dez entradas para conduíte de 25 mm e são rotuladas como conformes às normas BS EN 60670-1 e BS EN 60670-22. Essas caixas quadradas geralmente medem 100 x 100 x 45 mm. É a mesma restrição que molda Formatos de placas de tomadas e interruptores do Reino Unido, que são construídos com um perfil traseiro raso precisamente porque as caixas atrás deles são rasas.
| Região | Peça típica | Diâmetro / tamanho | Profundidade | Norma |
|---|---|---|---|---|
| EUA / Canadá | Caixa octogonal para teto | 4 pol (102 mm) | 1-1/2 pol ou 2-1/8 pol | NEC 314.16, NEMA OS-1 |
| EUA / Canadá | Caixa para teto não metálica | 4 pol (102 mm) | 2-1/4 pol ou 2-3/4 pol | NEMA OS-2, capacidade marcada |
| Reino Unido / Irlanda | Rosa de teto loop-in | 85-90 mm | Aproximadamente 25-30 mm | BS 67, 6 A / 250 V |
| Reino Unido / Irlanda | Rosa de teto decorativa | 150-250 mm | Dependente do dispositivo | Angulada como decorativa |
| Europa | Caixa de conexão embutida redonda | Ø 100 mm | 45-46 mm | BS EN 60670-1 / -22 |
Marcas, e por que as dimensões diferem de qualquer forma
Todas as empresas com as quais estamos familiarizados, RACO (Hubbell), Carlon (Thomas & Betts), Steel City (Eaton), Arlington, Appleton e Southwire, estão felizes em fornecer dados dimensionais, e no caso das caixas octogonais de aço, suas dimensões estão praticamente alinhadas com a tabela acima, pois essa caixa deve se encaixar nas cúpulas padrão. A exceção são as caixas moldadas, pois uma caixa de teto de PVC de 4 polegadas desenvolvida por uma empresa pode ter um volume de 20 pol³ com profundidade de 2,5 pol, enquanto outra terá volume de 18 pol³, onde a variação dependerá não do padrão, mas da espessura das paredes da caixa, grampos integrais e contagem de knockouts.
Essa é a razão pela qual a capacidade marcada é mais importante do que o tamanho nominal, e é por isso que o NEC 314.16(A) determina a necessidade de marcar caixas com menos de 100 pol³ pelo seu volume. Se a marcação estiver coberta com tinta, use ferramentas de medição: o diâmetro interno, a profundidade interna até a parte traseira da caixa devem ser medidos e então comparados com os valores publicados no catálogo do fabricante.
Como dimensionar a substituição antes de comprar
A melhor maneira de alcançar uma instalação bem-sucedida é realizar quatro medições e depois fazer uma verificação. Comece medindo a abertura do orifício no teto. Isso fornecerá o diâmetro necessário para a cúpula do dispositivo. Em seguida, meça a profundidade do orifício, usando uma régua ou um pedaço rígido de arame. Depois, conte os condutores elétricos que já saem da caixa de junção, junto com a bitola do fio. Por fim, verifique o volume ou o volume do catálogo. Com base nessas informações, você pode decidir se está lidando com uma luz ou um ventilador, e é essencial saber disso, pois a escolha dependerá do tipo de dispositivo e não do seu tamanho.
No caso de substituir a caixa rasa por uma que exija espaço aumentado para fiação, uma caixa octogonal de 4 pol com 2-1/8 pol oferece 21,5 pol³ de espaço enquanto preserva o espaçamento padrão do dispositivo. Se mais espaço for realmente necessário, uma caixa de 4-11/16 com anel de gesso fará o trabalho.
Por que nos importamos com os tamanhos das caixas quando fabricamos interruptores e tomadas
Um contexto importante sobre a posição da GOG. Produzimos dispositivos de fiação, ou seja, interruptores, tomadas, dimmers e interruptores inteligentes em quantidades para atacado e OEM, mas não fabricamos caixas de junção. No entanto, estamos interessados nas dimensões das caixas de junção, porque a maioria das reclamações dos instaladores não se refere ao mau funcionamento do dispositivo, mas ao fato de que o dispositivo não cabe na caixa. Interruptores inteligentes são mais profundos que os mecânicos, e os dimmers são mais profundos que os interruptores inteligentes, pois possuem dissipadores de calor bastante grandes. Uma instalação 12 AWG ocupa o espaço da caixa mais rapidamente que uma 14 AWG.
Portanto, quando alguém nos pergunta qual dimmer escolher para uma sala com caixas de teto rasas, começamos a resposta pelo volume. Escolha primeiro o invólucro, depois o dispositivo que se encaixa nele — a mesma ordem que sugeriríamos quando seleção de dispositivos de fiação em todo um edifício, onde as profundidades das caixas raramente são uniformes de andar para andar.
Perguntas Frequentes
Quais são os tamanhos padrão para caixas de junção de teto?
O padrão reconhecido para caixas de aço é a caixa redonda de 4 pol que tem meia polegada de profundidade (aproximadamente igual a 6 polegadas cúbicas), a caixa octogonal de 4 pol que pode ter 1-1/2 pol, 2-1/8 pol e finalmente, a caixa octogonal de 4-11/16 pol que pode ter dimensões de 1-1/4 pol, 1-1/2 pol e finalmente 2-1/8 pol (com capacidades de 25,5, 29,5 e 42,0 polegadas cúbicas). Existem equivalentes não metálicos, que têm cerca de 20 polegadas cúbicas de tamanho enquanto possuem 2-1/4 polegadas de profundidade.
Qual é o diâmetro de uma caixa de junção redonda?
4 pol (102 mm) é o mais frequentemente encontrado em sistemas de indução eletromagnética de teto residenciais e comerciais leves. Placas de iluminação de topo plano também estão disponíveis em tamanhos de 3-1/2 pol (89 mm). Caixas octogonais comerciais maiores medem 4-11/16 pol (119 mm), enquanto instalações mais pesadas podem utilizar caixas de 5 pol e 6 pol. O padrão métrico para caixas circulares é Ø 100 mm.
Quais são as dimensões padrão de uma caixa de teto?
A dimensão corresponde ao produto do diâmetro pela profundidade, mas a profundidade pode variar. Assim, existem octógonos 4 x 1,5″, 4 x 2,125″, bem como 4,6875 x 2,125″ para conter 15,5, 21,5 e 42,0 polegadas cúbicas, respectivamente. Sempre forneça ambas as medidas, porque dizer que “é uma caixa de 4 polegadas” não informa quanto fio ela pode conter.
É possível montar um ventilador de teto em uma caixa de teto redonda?
Desde que a caixa classificada seja usada. Caixas octogonais padrão e os modelos atualmente padrão são classificados para luminárias de até 50 lbs (22,7 kg), o que significa que não são adequadas para instalações de ventiladores. As caixas classificadas para ventiladores são projetadas para serem reforçadas e suportar suas próprias classificações para ventiladores e luminárias, portanto, certifique-se de verificar as etiquetas antes de fixar qualquer luminária no teto.
Como encontro o volume se a caixa não estiver marcada?
Você pode medir o diâmetro interno e a profundidade interna e então consultar o catálogo do fabricante; é o mesmo diâmetro de 4 pol, presente em várias profundidades, e os volumes não resultam das medições feitas do lado externo. Caixas não metálicas normalmente são marcadas, então a ausência da marca geralmente sugere tinta, e uma raspagem rápida na superfície interna geralmente revela a marca.
Referências
- NFPA — NFPA 70 Código Elétrico Nacional, Artigo 314 Caixas de Tomada, Dispositivo, Puxador e Junção
- NEMA — OS-2 Caixas de Tomada Não Metálicas, Caixas de Dispositivo, Tampas e Suportes para Caixas
- NEMA — OS-1 Caixas de Tomada e Suportes para Caixas em Aço Laminado
- UL Solutions — UL 514A Caixas Metálicas para Tomadas
- BSI — BS 67 Especificação para rosas de teto
- Hubbell RACO — Dados do catálogo de caixas e tampas de aço
- Carlon — Tabelas de capacidade para caixas não metálicas
Conclusão
As caixas de saída de teto redondas regulares medem 4 polegadas de diâmetro e a chave para isso é a sua profundidade. A caixa pan de meia polegada faz ajustes apenas para luminárias e itens de menor importância; a caixa octogonal de 1 1/2 polegada tem volume de 15,5 polegadas cúbicas e é apropriada para instalações de pendentes e downlights; a octogonal padrão medindo 2 1/8 polegadas é boa para 21,5 polegadas cúbicas e geralmente é aplicada na instalação de ventiladores e possivelmente qualquer dispositivo IoT; e caixas 4-11/16 com volume máximo de 42,0 polegadas cúbicas são necessárias quando uma saída de teto se transforma em uma caixa de derivação. Selecione uma caixa para começar, determine o número de fios dentro dela, informe se você tem uma luminária ou um ventilador em mãos e só então escolha a caixa apropriada. Realizar esses passos nessa ordem é a razão pela qual algumas instalações de teto duram não mais que 20 minutos enquanto outras requerem três tentativas.
