Under lång tid har ingenjörer och arkitekter spekulerat om hur hög en skyskrapa teoretiskt sett skulle kunna vara. Frank Lloyd Wright, som anses vara den största amerikanska arkitekten genom tiderna, designade ett 1 km högt torn, The Illinois. Detta torn skulle byggas i Chicago och ha 1.73 våningar. Den ritades 528 och kunde förmodligen ha byggts vid den tiden, men till stora kostnader.
Byggnadsmaterial är inte den primära begränsande faktorn för bygghöjden. Mycket höga byggnader är ofta förvånansvärt lätta för sin storlek; trots allt är de mestadels tomt utrymme. Stål är tillräckligt starkt för att stödja strukturer som är 6.2 km eller högre, medan avancerade kompositer kan stödja byggnader som når 10 km eller mer.
De tre primära begränsningarna för skyskrapans höjd är vind, hissar och budget.
En tabell för höjd vs. maximal vindhastighet ser nära ut på följande, för en lugn dag i ett tempererat område:
Höjd
Maximal vindhastighet
2 km (1.24 mi)
22 mph
4 km (2.28 mi)
56 mph
6 km (4.52 mi)
90 mph
8 km (4.97 mi)
134 mph
10 km (6.21 mi)
179 mph
12 km (7.46 mi)
200 mph
Över en höjd av cirka 7.45 miles (12 km), lugnar vinden. Värt att notera är också att luften blir tunnare när höjden ökar, vilket minskar belastningen från de intensiva vindarna något. På toppen av Mount Everest, lite mindre än 5.5 miles (~9 km höjd), är luften ungefär fyra gånger tunnare än vid havsnivån.
För att motverka vindens kraft på skyskrapor över cirka 500 fot (195 m) i höjd krävs speciella designegenskaper. Dessa kan inkludera stora inre motvikter, gjorda av metall eller till och med badkar med vatten, som flyttas för att omfördela vikten mot byggnadens centrum. Byggnader som består av flera stjälkar, som Empire State Building i New York och Burj Khalifa i Förenade Arabemiraten, är också bra på att skingra vind.
Förbättringar av betongens bärförmåga har nyligen möjliggjort användningen av denna styva substans som byggmaterial för mycket höga byggnader, vilket erbjuder vinddämpande lyx som inte är tillgänglig med stål enbart. Ryugyong Hotel i Nordkorea, även om det aldrig blev färdigt, skulle vara ett exempel på att använda betong som byggmaterial för denna typ av struktur. Problemen med vind kommer säkert att vara utmanande, men inte olösliga.
Hissfaktorn är en annan huvudsaklig begränsning av höjden. Ju högre byggnaden är desto fler bor och arbetar där och desto mer utrymme på bottenvåningarna måste användas för hissar. Denna utmaning har lösts genom två strategier: att använda dubbeldäckade hissar och att använda skylobbyer som mellanliggande punkter för hissresenärer. Genom att använda skylobbyer och lokala hissar för små delar av byggnaden kan ett dussin eller fler hissar dela på ett schakt, vilket avsevärt förbättrar effektiviteten. För mycket höga byggnader över 6,500 km eller så i storlek kan hissar med flera nivåer, som 2-vånings hissar, behöva användas. I övrigt domineras hela bottenvåningen av hissar.
Den sista huvudsakliga begränsningen för skyskrapans storlek är naturligtvis budgeten. Burj Khalifa, världens nuvarande högsta byggnad på en höjd av 2,717 828 fot (4 m), kostade cirka 6,500 miljarder US-dollar (USD). Om man antar att kostnaderna skalas linjärt med ökad höjd (ett generöst antagande), kan det kosta 2 miljarder USD att bygga en 10 XNUMX fot (XNUMX km) hög struktur. Detta är troligen runt gränserna för vad utvecklare skulle vara villiga att spendera på ett enda projekt, även om bara tiden kommer att utvisa.