- SI単位系って結局、世界共通の単位ってこと？
- 基本単位が7個あるらしいけど、建築で使うのは全部じゃないよね？
- N/mm² って応力？強度？Pa や MPa との関係は？
- kN と t（トン）、どっちで言えばいい？1t＝何kN？
- 昔の図面は kgf/cm² なのに、今は N/mm²。なんで変わったの？
- 1kgf＝9.8N？10Nでいいって人もいるけど、どっち？
- 質量と重量って違うの？kg と kgf がごっちゃになる
- k（キロ）や M（メガ）の接頭語、使い分けが曖昧
- 単位を間違えると計算が桁違いになるって聞いて怖い
- 結局、建築で覚えるべき単位だけ教えてほしい
上記の様な悩みを解決します。
SI単位系は、建築・設備の図面や構造計算で必ず使う「単位のルール」です。ただ、ネットで調べると物理や計測機器サイトの「7つの基本単位」の話ばかりで、現場で本当に困る「N/mm²って何？」「昔の図面のkgf/cm²とどう違うの？」には答えてくれないことが多いです。今回は基本単位・組立単位・接頭語といった土台を押さえた上で、建築で実際に使う単位だけに絞った「使う単位地図」と、旧単位（kgf・t）からの換算まで、施工管理目線で整理しました。
なるべく分かりやすい表現で記事をまとめていくので、初心者の方にも理解しやすい内容になっているかなと思います。
それではいってみましょう！
SI単位系とは？
SI単位系とは、結論「世界共通で使えるように定められた単位の体系（国際単位系）」のことです。
SIはフランス語のLe Système International d’Unités（国際単位系）の略で、1960年の国際度量衡総会で採択されました。各国でバラバラだった単位を統一し、「一つの量には一つの単位」を理想として作られた実用的な単位体系です。日本でも計量法でSI単位への統一が進められ、建築・土木の世界も2000年前後を境にSI単位へ移行しました。だから古い図面と新しい図面で単位の表記が違う、という現象が起きています。
SI単位系は、ざっくり次の3つの部品でできています。
- 基本単位：長さや質量など、土台になる7つの単位
- 組立単位：基本単位を掛けたり割ったりして作る単位（面積m²、力Nなど）
- 接頭語：単位の前につけて大きさを変える記号（k＝1000倍、m＝1/1000など）
「組立単位って何を組み立ててるの？」という疑問は、この構造を知ると解けます。たとえば面積は「長さ×長さ」なのでm²、速さは「長さ÷時間」なのでm/s、という具合に、基本単位を組み合わせて作っているわけです。
僕の整理では、SI単位系は「7つの土台（基本単位）＋それを組み合わせた応用（組立単位）＋大きさを調整するツマミ（接頭語）」という3層構造で捉えると一気に見通しが良くなります。全部を丸暗記するのではなく、この構造を握るのが先決です。
SI基本単位（建築で使うのはどれ？）
SI基本単位は7つありますが、結論「建築・施工管理で日常的に使うのは、長さ・質量・時間の3つがほとんど」です。
7つの基本単位は次の通りです。
| 基本量 | 名称 | 記号 | 建築での使用頻度 |
|---|---|---|---|
| 長さ | メートル | m | 高い（寸法・スパン・高さ） |
| 質量 | キログラム | kg | 高い（材料・荷重の元） |
| 時間 | 秒 | s | 中（工程は時・日で扱う） |
| 電流 | アンペア | A | 設備・電気で高い |
| 温度 | ケルビン | K | 中（空調は℃が主） |
| 物質量 | モル | mol | 低い |
| 光度 | カンデラ | cd | 照明設計で使う |
建築の構造・施工で主役になるのは長さ(m)と質量(kg)、そしてここから作られる力や応力の単位です。電流(A)は電気設備で必須、光度(cd)は照明設計、温度(K)は空調でそれぞれ顔を出します。物質量(mol)を現場で使う場面はほぼありません。
「7個全部覚えなきゃ」と身構える必要はなくて、自分の職種で使うものから押さえれば十分です。電気設備のアンペア、照明の光度などは、それぞれの記事で深掘りできます。
個人的には、基本単位は「7つある」と知っておけば十分で、暗記の優先順位は長さ・質量・時間。残りは必要になった職種で覚える、というスタンスで全く問題ないと思っています。
SI組立単位とニュートン
SI組立単位とは、結論「基本単位を組み合わせて作る単位」で、建築では力のニュートン(N)が最重要です。
組立単位の中には、よく使うので固有の名前がついたものが22個あります。建築・設備に関係の深いものを挙げます。
| 組立量 | 名称 | 記号 | 基本単位での表し方 |
|---|---|---|---|
| 力 | ニュートン | N | kg・m/s² |
| 圧力・応力 | パスカル | Pa | N/m² |
| 仕事・エネルギー | ジュール | J | N・m |
| 仕事率 | ワット | W | J/s |
| 周波数 | ヘルツ | Hz | 1/s |
ここで一番つまずくのがニュートン(N)です。「Nは力の単位なのに、なぜkg×m/s²なの？」という疑問の答えは、力の基本式にあります。
力 F［N］＝ 質量 m［kg］× 加速度 a［m/s²］
これはニュートンの運動の第二法則そのものです。1Nは「1kgの物体に1m/s²の加速度を生じさせる力」と定義されています。建築で扱う荷重(重さによる力)は、質量(kg)に重力加速度(約9.8m/s²)を掛けたものなので、ここからkgf→Nの換算が出てきます（後述）。
そして応力・強度で出てくるN/mm²は、このNを面積(mm²)で割ったものです。つまりN/mm²は「単位面積あたりにかかる力」＝圧力・応力の単位。Paも本質は同じ(N/m²)で、N/mm²はPaの大きい版にあたります。応力や強度の具体は、引張・圧縮・せん断の各記事で深掘りできます。
現場目線で言えば、ニュートンは「重さそのものではなく、重さが生む“力”」と捉えると腑に落ちます。質量(kg)は物の量、力(N)はそれが押す・引っ張る作用。この区別ができると、後の換算でも混乱しません。
接頭語（k・M・G）の使い方
接頭語とは、結論「単位の前につけて大きさを1000倍ずつ変える記号」です。
建築でよく使う接頭語を整理します。
| 接頭語 | 記号 | 倍率 | 建築での例 |
|---|---|---|---|
| ギガ | G | 10億倍（10⁹） | GPa（ヤング係数） |
| メガ | M | 100万倍（10⁶） | MPa（＝N/mm²）、MPa表示の圧力 |
| キロ | k | 1000倍（10³） | kN（荷重）、kPa（圧力）、km |
| （なし） | — | 1倍 | N、Pa、m |
| ミリ | m | 1/1000（10⁻³） | mm、mPa・s（粘度） |
| マイクロ | μ | 100万分の1（10⁻⁶） | μm（表面粗さ） |
「kやMは全部1000倍ずつ？」への答えはほぼイエスで、k→M→Gは1000倍刻みです。ここで実務上とても便利な関係があります。
1 N/mm² ＝ 1 MPa
N/mm²とMPaは完全に同じ大きさです。1mm²＝10⁻⁶m²なので、N/mm²はN/m²(Pa)の100万倍＝MPaになる、という計算です。構造図ではN/mm²、設備の圧力ではMPaやkPa、と表記が分かれていても、「N/mm²＝MPa」を知っていれば頭の中で繋がります。
「給水圧はMPa表示なのに、別の圧力はkPaで混乱する」というのも、1MPa＝1000kPaという接頭語の関係で整理できます。給水圧力の基準など、設備側の圧力の扱いはこちらが参考になります。
僕の感覚だと、接頭語は「k・M・Gは1000倍ずつ上がる、m・μは1000分の1ずつ下がる」とリズムで覚えるのが楽です。そして建築で一番効くのは「N/mm²＝MPa」の一本。これだけは確実に握っておきたいところです。
建築でよく使う単位の地図
ここが建築特化の本丸です。結論、建築・施工管理で出てくる単位は「寸法・荷重・応力・圧力」の4系統に整理できます。
実務で頻出する単位を、用途とセットで地図にします。
| 系統 | 主な単位 | 何を表すか | 出てくる場面 |
|---|---|---|---|
| 寸法 | mm, m | 長さ・距離 | 図面の寸法、スパン、階高 |
| 荷重（力） | N, kN | 力・重さによる荷重 | 集中荷重、反力 |
| 面荷重 | N/m², kN/m² | 単位面積あたりの荷重 | 積載荷重、床荷重 |
| 線荷重 | N/m, kN/m | 単位長さあたりの荷重 | 梁にかかる等分布荷重 |
| 応力・強度 | N/mm²（＝MPa） | 単位面積あたりの力 | コンクリート強度、許容応力度 |
| 圧力 | Pa, kPa, MPa | 流体や気体の圧力 | 給水圧、風圧、水圧試験 |
| トルク | N・m | 回転させる力 | ボルトの締付け |
「荷重はkN/m²、応力はN/mm²、なぜバラバラなの？」への答えは、対象のスケールが違うからです。建物全体にかかる荷重は大きいのでkN・kN/m²で扱い、材料の断面にかかる応力は小さな面積（mm²）あたりで見るのでN/mm²で扱う。スケールに合わせて単位を選んでいるだけで、本質はどちらも「力」と「面積」の組み合わせです。
具体的に建築で頻出の単位を補足すると、こんな感じです。
- コンクリート強度：Fc24なら24N/mm²。設計基準強度の表し方
- 荷重・反力：kNで表す。柱反力○○kNなど
- 等分布荷重：kN/m（梁）やkN/m²（床）で表す
- ボルト締付けトルク：N・mで管理する
各単位の中身は、ヤング係数・許容応力度・等分布荷重・トルクといった個別記事に繋がっています。
僕の考えでは、建築の単位は「7基本単位を全部覚える」より、この4系統（寸法・荷重・応力・圧力）の地図を持っておく方がはるかに実戦的です。図面で見慣れない単位に出会っても、「これは荷重系か応力系か」と当たりをつけられれば、意味を見失いません。
旧単位（重力単位系）との換算
ベテランと若手の単位がかみ合わない原因が、ここにあります。結論、昔の図面や会話で出てくる kgf・t は「重力単位系」という旧単位で、SI（N・kN）への換算を押さえれば一気に通訳できます。
なぜ単位が変わったのか。旧来は「1kgの物体にかかる重力」を1kgf（重量キログラム）として、力の単位に使っていました。これが重力単位系です。ただ、重力加速度は場所で微妙に変わるうえ、質量(kg)と力(kgf)で同じ「kg」を使うのが紛らわしい。そこで世界共通で厳密なSI（力はN）に統一された、という流れです。だから2000年前後を境に、図面が kgf/cm² から N/mm² に切り替わっています。
現場で効く換算は次の通りです。
| 旧単位（重力単位系） | SI単位 | 換算の目安 |
|---|---|---|
| 1 kgf | 約9.8 N（概算10N） | 重力加速度9.8を掛ける |
| 1 tf（トン重） | 約9.8 kN（概算10kN） | 1t≒約10kN |
| 1 kgf/cm² | 約0.098 N/mm²（概算0.1N/mm²） | — |
| 210 kgf/cm² | 約20.6 N/mm² ≒ 21N/mm² | 昔の呼び強度の例 |
「1kgf＝9.8N？10Nでいいの？」への答えは、用途で使い分けが正解です。厳密な計算では9.8（重力加速度）を使い、現場でのざっくりした感覚では「約10倍」で十分。「1t＝約10kN」と覚えておけば、ベテランがtで言った荷重を図面のkNと頭の中で変換できます。これが心の声で多い「現場のtと図面のkNが繋がらない」の解消法です。
質量と重量の違いも、ここで整理しておきましょう。質量(kg)は「物そのものの量」で場所が変わっても不変、重量(力)は「質量×重力加速度」で重力の影響を受ける――この区別がSIと旧単位の混乱の根っこです。詳しくはこちらで深掘りしています。
正直なところ、新旧の単位換算は「知らないと一生もやもやするが、対応表を一度頭に入れれば一生使える」たぐいの知識です。1t≒10kN、1kgf/cm²≒0.1N/mm²、この2つを押さえるだけで、古い図面とベテランの会話の大半が通訳できるようになります。
SI単位系に関するよくある質問
ここまでで触れきれなかった、現場で出やすい疑問をまとめておきます。
Q. N/mm² と MPa と Pa の関係は？
N/mm²＝MPaで完全に同じ大きさです。Paはその100万分の1（N/m²）。建築の応力・強度はN/mm²（＝MPa）、設備の圧力はkPaやMPaで表すことが多い、と覚えておけば混乱しません。
Q. 単位を間違えると、どれくらいヤバいの？
桁が変わるので致命的です。たとえば荷重をNとkNで取り違えると1000倍ズレます。kgfとNを混同すれば約10倍ズレる。構造計算で単位ミスは即・安全性の問題になるので、計算の前後で必ず単位を揃える癖が大事です。
Q. 換算をいちいち調べるのが面倒です
頻出の3つだけ暗記すれば大半が片付きます。「1N/mm²＝1MPa」「1t≒約10kN」「1kgf≒約10N（厳密9.8N）」。この3本があれば、現場で出会う単位の通訳はほぼ網羅できます。
Q. 給水圧がMPa、別の圧力がkPaで混乱します
接頭語の違いだけです。1MPa＝1000kPa。たとえば0.2MPa＝200kPaなので、同じ土俵に乗せれば比較できます。
Q. 結局、建築で最優先に覚える単位は？
長さ(mm・m)、荷重(kN・kN/m²)、応力(N/mm²)、圧力(kPa・MPa)、トルク(N・m)。この5つの系統を押さえれば、建築・設備の図面と仕様書はほぼ読めます。
SI単位系に関する情報まとめ
- SI単位系とは：世界共通の単位体系（国際単位系）。基本単位＋組立単位＋接頭語の3層構造
- 基本単位：7つ。建築で主役は長さ(m)・質量(kg)・時間(s)、電気はアンペア(A)
- 組立単位：基本単位の組み合わせ。建築は力のニュートン(N＝kg・m/s²)が最重要
- 接頭語：k・M・Gは1000倍ずつ上がる。重要関係は「1N/mm²＝1MPa」
- 建築の単位地図：寸法・荷重・応力・圧力の4系統で整理できる
- 旧単位換算：1t≒約10kN、1kgf/cm²≒0.1N/mm²。質量(kg)と重量(力)は別物
- 注意：単位ミスは桁違いの致命傷。計算前後で必ず単位を揃える
以上がSI単位系に関する情報のまとめです。
SI単位系は「物理の暗記項目」ではなく「図面とベテランの言葉を読み解く翻訳ルール」です。7基本単位を丸暗記するより、建築の4系統の単位地図と、旧単位との換算3本を握る方がはるかに実戦的だと思います。応力・荷重・圧力の各論は関連記事も合わせて読むと、単位の意味がさらに立体的になるはずです。