Lange haben Ingenieure und Architekten darüber spekuliert, wie hoch ein Wolkenkratzer theoretisch sein könnte. Frank Lloyd Wright, der als der größte amerikanische Architekt aller Zeiten gilt, entwarf den 1 km hohen Turm The Illinois. Dieser Turm sollte in Chicago gebaut werden und 1.73 Stockwerke haben. Es wurde 528 entworfen und hätte damals wahrscheinlich gebaut werden können, aber mit großem Aufwand.
Baumaterialien sind nicht der primäre limitierende Faktor für die Gebäudehöhe. Sehr hohe Gebäude sind für ihre Größe oft überraschend leicht; schließlich sind sie meist leerer Raum. Stahl ist stark genug, um Strukturen von 6.2 km oder mehr zu tragen, während fortschrittliche Verbundwerkstoffe Gebäude mit einer Länge von 10 km oder mehr unterstützen können.
Die drei Hauptbeschränkungen für die Höhe von Wolkenkratzern sind Wind, Aufzüge und Budget.
Eine Tabelle Höhe vs. maximale Windgeschwindigkeit sieht für einen ruhigen Tag in einer gemäßigten Zone wie folgt aus:
Höhe
Maximale Windgeschwindigkeit
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
Ab einer Höhe von etwa 7.45 km legt sich der Wind. Bemerkenswert ist auch, dass die Luft mit zunehmender Höhe dünner wird, was die Belastung durch die starken Winde etwas verringert. Auf dem Gipfel des Mount Everest, etwas weniger als 12 Meilen (~5.5 km Höhe) hoch, ist die Luft etwa viermal dünner als auf Meereshöhe.
Um der Windkraft an Wolkenkratzern über etwa 500 m Höhe entgegenzuwirken, sind besondere Konstruktionsmerkmale erforderlich. Dazu können große interne Gegengewichte aus Metall oder sogar Wasserwannen gehören, die sich verlagern, um das Gewicht in Richtung Gebäudemitte zu verteilen. Auch Gebäude mit mehreren Halmen wie das Empire State Building in New York und der Burj Khalifa in den Vereinigten Arabischen Emiraten können Wind gut ableiten.
Verbesserungen in der Tragfähigkeit von Beton haben in letzter Zeit die Verwendung dieses steifen Materials als Baumaterial für sehr hohe Gebäude ermöglicht, das einen winddämpfenden Luxus bietet, der mit Stahl allein nicht zu erreichen ist. Das Ryugyong Hotel in Nordkorea, obwohl es nie fertiggestellt wurde, wäre ein Beispiel für die Verwendung von Beton als Baumaterial für diese Art von Bauwerken. Die Probleme mit dem Wind sind sicherlich herausfordernd, aber nicht unlösbar.
Der Höhenfaktor ist eine weitere Hauptbeschränkung für die Höhe. Je höher das Gebäude ist, desto mehr Menschen leben und arbeiten dort und desto mehr Platz in den Erdgeschossen muss für Aufzüge genutzt werden. Diese Herausforderung wurde durch zwei Strategien angegangen: die Verwendung von doppelstöckigen Aufzügen und die Verwendung von Sky-Lobbys als Zwischenpunkte für Aufzugsreisende. Durch den Einsatz von Sky-Lobbys und lokalen Aufzügen für kleine Gebäudeabschnitte könnten sich ein Dutzend oder mehr Aufzüge einen einzigen Schacht teilen, was die Effizienz erheblich verbessert. Für sehr hohe Gebäude mit einer Größe von über 6,500 Fuß (2 km) oder so müssen möglicherweise mehrstufige Aufzüge, wie z. B. 5-stöckige Aufzüge, verwendet werden. Ansonsten wird das gesamte Erdgeschoss von Aufzügen dominiert.
Die letzte Haupteinschränkung der Wolkenkratzergröße ist natürlich das Budget. Burj Khalifa, das derzeit höchste Gebäude der Welt mit einer Höhe von 2,717 m, kostete etwa 828 Milliarden US-Dollar (USD). Unter der Annahme, dass die Kosten mit zunehmender Höhe linear skalieren (eine großzügige Annahme), könnte der Bau einer 4 Fuß (6,500 km) hohen Struktur 2 Milliarden US-Dollar kosten. Dies liegt wahrscheinlich an der Grenze dessen, was Entwickler für ein einzelnes Projekt ausgeben würden, obwohl dies nur die Zeit zeigen wird.