마천루

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1. 개요
2. 정의
3. 역사
- 3.1. 초기 마천루
- 3.2. 현대의 마천루
4. 설계 및 시공
5. 경제적 타당성
6. 환경 영향
7. 국가별 마천루
8. 문화
참조

1. 개요

마천루는 19세기 후반 미국 뉴욕 등지에서 10층 이상 철골 구조 빌딩이 등장하며 생겨난 용어로, "하늘을 뚫을 듯한 건물"을 의미한다. 최초의 마천루는 시카고의 홈 인슈어런스 빌딩(1885년)으로 여겨지며, 이후 건축 기술 발달로 강철 철골 구조를 갖춘 고층 건물을 지칭하게 되었다. 오늘날에는 일반적으로 150m 이상 높이의 건물을 마천루로 정의하며, 300m 이상은 초고층, 600m 이상은 메가톨로 구분하기도 한다. 고대 로마 시대에도 고층 건물이 존재했지만, 기술적 한계와 규제로 인해 현대적 의미의 마천루와는 차이가 있다. 19세기 말부터 20세기 초까지 미국과 유럽에서 고층 건물 경쟁이 벌어졌으며, 20세기 후반부터는 튜브 구조 등 새로운 기술 도입으로 더욱 높고 효율적인 마천루 건설이 가능해졌다. 마천루는 경제적 가치가 높은 도심에 주로 건설되며, 에너지 소비와 환경 영향, 그리고 도시 미기후에 대한 영향도 고려해야 한다. 현재는 미국, 아시아, 중동, 유럽 등 전 세계적으로 건설되며, 각국의 기술력과 도시의 상징성을 나타내는 지표로 여겨진다.

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마천루
개요
유형	초고층 건물
높이 기준	150m 이상
정의
초기 정의	10~20층 건물
현대 정의	40~50층 이상의 매우 높은 건물
역사
기원	1880년대 미국
기술 발전	강철 골조 엘리베이터
사회적 요인	도시 인구 집중 경제 성장
특징
구조	강철 또는 철근 콘크리트 골조 깊은 기초
설비	엘리베이터 냉난방 설비 소방 설비
디자인	다양한 건축 양식 높이와 형태의 다양성
높이 순위 (2023년 9월 기준)
도시별	150m 이상 건물 수 기준 상위 도시
국가별	150m 이상 건물 수 기준 상위 국가
기타
관련 용어	마천루

2. 정의

19세기 뉴욕, 필라델피아, 보스턴, 시카고, 디트로이트, 세인트루이스 등의 도시에 10층 이상의 철골 구조 빌딩이 들어서면서 기존 도시와 다른 스카이라인이 만들어졌고, 이들 건물이 "하늘을 뚫을 듯 하다"는 의미에서 마천루라 불리기 시작하였다.^[148] 최초의 철골 구조 고층 빌딩은 1885년 시카고에 10층 높이(42m)로 건축된 홈 인슈어런스 빌딩이다.^[149] 이후 2개 층이 추가되었다. 기준에 따라서는 1850년 완공된 필라델피아의 10층 높이 제인 빌딩이나^[150] 1870년에 지어진 뉴욕의 7층짜리 에퀴테이블 라이프 빌딩을 최초의 마천루로 평가하기도 한다.^[151] 강철 철골 구조 고층 건물이 들어선 이후 오늘날 전세계의 도시 건축에 적용되어 초고층 건물이 올라서게 되었다.^[151] 어떤 건물이 최초의 마천루인가 하는 것은 층고, 구조 등 강조되는 요소에 따라 달라진다.^[152]

1880년대 이후 건축 기술이 발달하면서 마천루는 강철 철골 구조를 지닌 고층 건물을 뜻하게 되었다. 1891년 시카고에 세워진 모내드녹 빌딩은 조적조방식의 석조를 사용하지 않고 철골 구조가 기초의 하중을 떠안는 구조로 지어졌다. 구조공학에서는 고층건물을 바람이 더 중요한 하중 요소로 작용하는 수직 구조물로 정의하기도 하며, 이는 타워와 같은 다른 종류의 높은 구조물에도 적용된다.

오늘날 미국과 유럽의 여러 조직에서는 최소 150m 이상의 고층 건물을 마천루로 정의하고 있고,^[153]^[154]^[155]^[156] 300m 이상은 "초고층", 600m 이상은 "메가톨"로 구분하여 부르기도 한다.^[157]

3. 역사

wikitext

오늘날의 초고층 건물 기준에 부합하는 근대 이전의 건축물로는 높이 146 m 인 고대 이집트의 기자의 대피라미드 정도로 그 이후 수천 년 동안 대피라미드의 높이를 넘어서는 건물이 없다가 160 m 의 중앙 첨탑이 있던 링컨 대성당이 1311년 대피라미드의 기록을 뛰어넘었지만 1549년 첨탑이 무너졌다.^[158] 높이로만 따지면 169 m의 워싱턴 기념탑도 거론할 수 있지만 이것은 사용 목적이 아닌 기념물이어서 현대적인 마천루의 정의에 부합하지는 않는다.

고층 건물의 건축은 이미 고전 고대 시기에 번성하였다. 로마 제국의 아파트인 인술라는 종종 10층 규모로 지어지기도 했다.^[159] 그러나 당시 기술로 고층 건물은 구조적으로 불안정했기 때문에 아우구스투스를 비롯한 몇몇 황제는 건축물의 높이를 20-25 m 정도로 제한하고자 하였다.^[160]^[161] 고대 로마의 인술라는 대개 아랫층에 상점이나 부유한 주민이 거주하고 윗층은 하층민에게 임대하였다.^[159] 기원후 3세기에 작성된 아이깁투스의 《옥시링쿠스 파피루스》에는 헤르모폴리스와 같은 로마의 속주 도시에 7층 건물이 있었다는 것을 기록하고 있다.^[162]

중세의 도시에도 높은 건물이 있었다. 12세기 볼로냐의 주거용 고층 건물 가운데는 97 m의 높이의 아시넬리 타워가 있었다. 1251년 피렌체는 도시 건물의 높이를 26 m로 제한하는 법을 제정하였다.^[163] 당시 도시화에 따른 인구 증가는 도시이 건물 높이가 올라가는 원인이었고 산지미냐노와 같은 중소 도시 조차 51 m 높이의 타워가 72 개에 달해 "탑의 도시"라는 별명을 얻었다.^[163]

10세기 무렵 이슬람의 지리학자 알마크디시는 중세 이집트의 도시인 푸스타트에 미나레트의 첨탑을 닮은 주거용 고층 건물들이 있었다고 기록하고 있다. 11세기 초 나시르 후스라우는 그들 중 일부는 14층에 달한다고 묘사하였고 최상층에 소가 끄는 수차가 물을 대는 옥상정원이 있다고 하였다.^[164] 16세기 카이로의 고층 아파트는 아래의 두 개 층을 상점과 창고로 이용하고 그 위 여처 층을 세입자에게 임대하였다.^[165] 16세기 예멘의 시밤은 모든 건물이 고층 건물로 이루어져 있었다. 시밤의 타워 주택은 500개가 넘었고^[166] 각각 5~11층 높이로^[167] 층마다 한 가족이 거주하는 아파트이었다. 시밤은 주변 베두인의 침공에 대비하기 위해 이런 고층 건물로 도시를 구성하였다.^[166] 시밤에는 여전히 진흙 벽돌로 지어진 고층 건물들이 남아있으며 상당수는 30 m 이상의 높이를 지닌다.^[168]

근대 고층 주택의 초기 사례는 17세기 스코틀랜드의 에든버러를 들 수 있다. 에든 버러는 도시 방어를 위해 성벽으로 둘러쌓인 도시였기 때문에 개발 가능한 토지는 제한 될 수 밖에 없었다. 이 때문에 인구가 늘어나자 주택의 층고를 높이기 시작하였다. 11층 건물이 흔했고 14층 높이의 건물도 기록되어 있다. 이 당시의 석조 건축물 대부분은 오늘날에도 에든버러 구시가에서 여전히 볼 수 있다. 한편, 세계에서 가장 오래된 철골 구조 건물은 부분적으로 철골 구조를 도입한 잉글랜드 슈루즈베리의 방적공장이다. 1797년에 지어진 이 건물은 주철 빔을 기둥과 보로 사용하여 내부 공간을 확보하였고 이 방식이 현대적인 철골 구조로 발전하였다. 이 방적공장은 한동안 버려져 있다가 2013년 사무실로 리모델링하기 위한 기금 모금을 한 바 있다.^[169]

=== 초기 마천루 ===

1857년 엘리샤 오티스가 뉴욕시 E. V. 하우웟 빌딩에 안전 엘리베이터를 도입하여 고층 건물의 위아래를 편리하게 이동할 수 있게 되었다.^[27] 오티스는 1870년 에퀴테이블 라이프 빌딩에 최초의 상업용 인승 엘리베이터를 도입하였는데, 이 빌딩이 진정한 의미에서 최초의 마천루라고 평가하는 사람들도 있다.^[28] 이 무렵 강철 철골 구조로 지어진 사무용 건물이 지어지기 시작하였는데, 최초로 지어진 잉글랜드 리버풀의 오리엘 챔버스의 층고는 겨우 5층에 불과하였다.^[27]^[28] 왕립예술원은 이 건물에 대한 당대의 평가를 "판유리 거품을 덕지덕지 바른 큼지막한 덩어리에 경악을 금치못한"다고 기록하고 있다.^[29] 오리엘 챔버스는 이후 철골 구조와 판유리 커튼월을 사용하는 모더니즘 건축의 효시가 되었다.

1864년에 지어진 리버풀의 오리엘 챔버스(Oriel Chambers)는 세계 최초의 금속 프레임 유리 커튼 월 건물이다.

1884년 - 1885년 사이 지어진 시카고의 10층 건물 홈 인슈어런스 빌딩을 세계 최초의 마천루로 꼽는 경우도 많다.^[30] 준공 당시 원래 높이는 42.1 m로 오늘날 기준으로 보면 초고층 건물이라고 부르기 어렵지만 당시로서는 기록적인 높이였다. 1880년대 시카고에 철골 구조를 사용한 고층 건물들이 연이어 들어서면서 이 시기는 초고층 건물 건축의 1세대로 여겨지게 되었고 당시 확산일로에 있던 상업용 고층 건물 건축 스타일을 두고 시카고 학파라고 불렀다.^[31]

시카고의 이러한 고층 건물 건축의 중심에 윌리엄 르바론 제니가 있었다. 그는 내력벽이 건물 하중의 일부를 함께 부담하던 기존 방식에서 더 나아가 철골 구조가 건물 하중을 온전히 다 부담하는 설계를 하였다. 이러한 구조의 건물은 먼저 강철 빔의 뼈대가 올라갔기 때문에 "시카고 스켈레톤"이라고 불렸다. 그가 설계한 홈 인슈어런스 빌딩은 철골 구조 외에도 오늘날 초고층 빌딩의 핵심 요소인 내화재 설계, 엘리베이터 설치, 전기 배선과 같은 요소들을 두루 갖추었다.^[32]

데니얼 번햄과 존 웰본 루트가 동업한 번햄과 루트는 1889년 시카고에 랜드 맥널리 빌딩을 지었다. 이 건물은 높이 45 m로 다른 보강재 없이 완전히 철골 구조로만 지어진 최초의 건물이었다.^[33] 루이스 설리번은 1891년 미주리주의 세인트루이스에 41 m 높이의 웨인라이트 빌딩을 지었다. 이 건물은 수직으로 급상승하는 외곽 철골 빔을 두어 보다 높이감을 강조하였다. 1889년 이탈리아 토리노에 167 m의 몰레 안토넬리아나가 세워졌다.

초기 고층 빌딩의 대부분은 시카고와 뉴욕에 집중되어 있는데, 19세기말 두 도시의 경제 성장으로 인해 고밀도 시설의 수요가 생겨났기 때문이다. 같은 시기 오스트레일리아의 멜버른에서도 비슷한 수요가 있었지만, 미국과는 다르게 철근이 아닌 기존의 석조 토대 공법을 사용하였고 오늘날까지 남아있는 건물은 거의 없다. 초고층 건물이 계속하여 생겨나자 화재 예방을 위한 규제가 새롭게 도입되어야 하였고, 도시계획에는 건물의 고도 제한이 추가되어야 하였다. 고도제한이 먼저 도입된 곳은 런던이다. 세인트 폴 대성당을 비롯한 여러 역사적 건물의 경관을 보호하기 위해 구역별로 건물의 고도를 제한하는 규제를 도입하였다.^[34] 이때문에 "세인트 폴 고도제한"으로 불린 이 정책은 1937년부터 공식적으로 시행되었다.^[35]

고층 건물의 화재에 대한 우려 역시 초창기부터 제기되었고 도시 전체의 경관을 무시하고 나홀로 솟아오르는 마천루에 대한 우려도 있었다. 미국보다는 유럽쪽에서 이러한 규제가 엄격하였기 때문에 초기 고층 건물의 건축 시기인 19세기 말에서 20세기 초 사이 유럽에서 두드러지는 높이의 건물은 흔하지 않았다. 대표적 고층 건물로 꼽을 수 있는 것으로는 1898년 로테르담에 세워진 43 m 높이의 위터 휘이스, 1908년 바르샤바에 세워진 51.5 m의 폴란드 전화합자회사 본점, 1911년 90m 높이로 세워진 리버풀의 로열 리버 빌딩,^[36] 1924년 뒤셀도르프에 세워진 61 m 높이의 빌헬름 마르크스 하우스, 1925년 스톡홀름에 89 m 로 세워진 쿵스토르넨^[37] 등이 있다.

이 시기는 또한 뉴욕과 시카고의 고층 건물 경쟁이 있던 시기이기도 하다. 결국 1895년 뉴욕은 103 m의 아메리칸 슈어티 빌딩을 지어 시카고의 고층 빌딩들을 아래에 두었다. 이 건물은 향후 수년 동안 세계에서 가장 높은 빌딩이었다.

준공	이미지	명칭	국가	위치	지붕 높이	첨탑 높이	층수	설계	해체
1889년	80x80px	오디토리엄 빌딩	border 미국	시카고	82m	106m	17층	D. 번햄과 L. 설리번
1890년	80x80px	뉴욕 월드 빌딩	border 미국	뉴욕	94m	106m	20층	조지 B. 포스트	1955년
1894년	80x80px	맨해튼 생명보험 빌딩	미국	뉴욕	106m		18층		1930년
1895년	80x80px	밀워키 시청	미국	밀워키	108m		15층
1899년	80x80px	파크 로우 빌딩	미국	뉴욕	119m		30층
1901년	80x80px	필라델피아 시청	미국	필라델피아	156m	167m	9층	존 맥아서 Jr.
1908년	80x80px	싱어 빌딩	미국	뉴욕	187m		47층		1968년
1909년	80x80px	메트로폴리탄 생명보험 회사 타워	미국	뉴욕	213m		50층	나폴레옹 르브랑 부자
1913년	80x80px	울워스 빌딩	미국	뉴욕	241m		57층	캐스 길버트
1930년	80x80px	크라이슬러 빌딩 (증축 전)	미국	뉴욕	282m		77층	윌리엄 반 알렌
1930년	80x80px	40 월가	미국	뉴욕		283m	70층	H. 크레이그 세브런스
1930년	80x80px	크라이슬러 빌딩 (증축 후)	미국	뉴욕	282m	319m	77층	윌리엄 반 알렌
1931년	80x80px	엠파이어 스테이트 빌딩	미국	뉴욕	381m	449m	102층	슈리브, 램 & 해먼
1974년	80x80px	세계무역센터 (1WTC·2WTC)	미국	뉴욕	417m	526m	110층	미노루 야마사키	2001년
1974년	80x80px	시어스 타워 (현: 윌리스 타워)	미국	시카고	442m	527m	108층	스키드모어, 오윙스 & 메릴(SOM)
2004년	80x80px	타이베이 101	대만	타이베이	448m	508m	101층	C.Y. Lee & Partners Architects
2010년	style="text-align:center" \|	부르즈 할리파	#넘겨주기	아랍에미리트	636m	828m	168층	SOM

=== 현대의 마천루 ===

19세기 말에서 20세기 초 건축 공법이 정립된 초고층 건물들은 철근 콘크리트, 통유리, 금속 등 다양한 커튼월의 도입과 펌프를 이용한 물 공급, 엘리베이터의 전면적인 사용과 같은 편의 설비가 추가되면서 오늘날과 같은 모습을 갖추어 가기 시작하였다. 특히 1960년대 북아메리카, 그 중에서도 미국에 세워진 마천루들은 냉전 시기와 맞물려 국가의 종합적인 힘을 과시하는 도구로 이용되었다.^[180]

대공황(1930년)과 제2차 세계 대전으로 인해 침체기를 겪었던 마천루 건설은 냉전 체제에서 체제 선전의 상징이 되었다. 제2차 세계대전 직후 소련은 모스크바에 스탈린 건축 양식으로 "일곱 자매"라 불리는 고층 건물들을 건설하였다. 모스코바 국립 대학교 본관은 1990년까지 동유럽에서 가장 높은 건물이었다.^[180] 동독의 프랑크푸르터 토르, 폴란드의 문화과학궁전, 우크라이나의 우크라이나 호텔, 라트비아의 라트비아 과학 아카데미와 같은 건물들이 사회주의권 국가에서 지어졌다. 서유럽 국가들 또한 에디피시오 에스파냐(117 m), 이탈리아의 토레 브레다(117 m)와 같은 건물들을 건설하며 고층 건물 건축에 참여했다.^[180]

1930년대부터 동아시아, 동남아시아, 라틴아메리카에서도 초고층 빌딩이 등장했으며, 1950년대 후반부터는 아프리카, 중동, 남아시아, 오세아니아의 도시에도 마천루가 건설되기 시작했다.^[180]

제2차 세계 대전 이후 고층 건물 건축은 국제 양식을 따랐으며, 오래된 마천루는 재건축되거나 철거되기도 하였다. 싱어 빌딩은 1968년 철거되었다.^[180]

루트비히 미스 판 데어 로에는 유리로 외장한 파사드를 지닌 고층 건물을 고안하였고,^[181] 1958년 프레드 세베루드와 함께^[182] 시그램 빌딩을 설계하였다. 이 건물은 모더니즘 건축의 정점으로 평가받는다.^[183]

1960년대 파즐루 칸은 튜브 구조 설계를 고안하여 마천루 설계에 중요한 혁신을 이루었다.^[187] 튜브 구조는 "프레임 튜브", "트러스 튜브", "다발 튜브" 등 다양한 형태로 발전했으며, 건물의 외벽을 튜브로 인식하여 얇은 벽을 가진 초고층 건물을 가능하게 했다.^[188]^[189]^[190] 1966년 플라자 온 드위트는 튜브 구조를 사용한 최초의 건물로, 현대 건축의 주요 발전으로 여겨진다.^[193] 튜브 공법은 "2차 시카고 학파"로 불리며,^[195] 존 핸콕 센터, 윌리스 타워와 같은 초고층 마천루 건설을 이끌었다.^[196] 할 이옌가르, 윌리엄 르메저, 미노루 야마사키 등도 이 분야의 선구자이다.

1970년대의 많은 건물들은 특정한 양식이 부족하여 이전의 건물 장식을 사용했으며, 파즐룰루 칸은 이러한 디자인이 합리성을 결여하고 천연 자원을 낭비한다고 비판했다.^[197]^[198] 칸은 최소한의 재료를 사용하는 건축이 환경에 미치는 영향도 줄일 수 있다고 보았다.^[199]

현대 건축은 "허영 층고"를 연구하며,^[200]^[201] 이는 건물의 최상층과 안테나, 깃대 등을 제외한 최상부 사이의 거리로, 실제 사용이 불가능한 공간이다.^[200] 오늘날의 마천루는 자원 절약, 지속 가능성, 구조 성능, 재료 유형, 건축 관행 등을 고려하여 설계되며, LEED는 미국의 그린 빌딩 인증 표준이다.^[205]

1980년 이후 포스트모더니즘 건축, 뉴어버니즘, 신고전 건축의 움직임과 함께 고전적인 접근 방식이 다시 유행하였다.^[206] 웰스 파고 센터, NBC 타워, 파크뷰 스퀘어, 포시즌스 호텔 뉴욕 다운타운, 메세투름, 페트로나스 트윈 타워, 진마오 타워 등이 이에 해당한다.

마천루 건축의 현대적 움직임에는 유기적 건축, 지속가능한 건축, 신미래주의, 하이테크 건축, 해체주의 건축, 모호성 건축, 디지털 건축, 유선형 건축, 모방주의 건축, 비판적 지역주의, 토속건축, 네오 아르 데코 등이 있다.

1920년대부터 1930년대 초까지 뉴욕의 부동산 개발자들은 "세계에서 가장 높은 건물"이라는 칭호를 두고 경쟁하였다. 크라이슬러 빌딩(1930년, 318.9m), 엠파이어 스테이트 빌딩(1931년, 443.2 m) 등이 세워졌고, 엠파이어 스테이트 빌딩은 1972년 세계 무역 센터가 세워지기 전까지 40년 동안 세계 최고 높이의 건물이었다. 세계 무역 센터는 2년 만에 시카고의 윌리스 타워에 추월당했고, 이후 쿠알라룸푸르의 페트로나스 트윈 타워(1998년, 452m), 두바이의 부르즈 할리파(2009년, 828m)가 세계 최고 높이 건물이 되었다.

현대 초고층 빌딩은 강철 또는 철근 콘크리트 골조와 커튼 월로 이루어져 있으며, 유리나 연마된 돌로 마감된다. CTBUH에 따르면, 1960년대 이후 초고층 빌딩은 도시 또는 국가의 세계적 위상을 나타내는 것으로 재해석되었다.^[38]

3. 1. 초기 마천루

1857년 엘리샤 오티스가 뉴욕시 E. V. 하우웟 빌딩에 안전 엘리베이터를 도입하여 고층 건물의 위아래를 편리하게 이동할 수 있게 되었다.^[27] 오티스는 1870년 에퀴테이블 라이프 빌딩에 최초의 상업용 인승 엘리베이터를 도입하였는데, 이 빌딩이 진정한 의미에서 최초의 마천루라고 평가하는 사람들도 있다.^[28] 이 무렵 강철 철골 구조로 지어진 사무용 건물이 지어지기 시작하였는데, 최초로 지어진 잉글랜드 리버풀의 오리엘 챔버스의 층고는 겨우 5층에 불과하였다.^[27]^[28] 왕립예술원은 이 건물에 대한 당대의 평가를 "판유리 거품을 덕지덕지 바른 큼지막한 덩어리에 경악을 금치못한"다고 기록하고 있다.^[29] 오리엘 챔버스는 이후 철골 구조와 판유리 커튼월을 사용하는 모더니즘 건축의 효시가 되었다.

1884년 - 1885년 사이 지어진 시카고의 10층 건물 홈 인슈어런스 빌딩을 세계 최초의 마천루로 꼽는 경우도 많다.^[30] 준공 당시 원래 높이는 42.1 m로 오늘날 기준으로 보면 초고층 건물이라고 부르기 어렵지만 당시로서는 기록적인 높이였다. 1880년대 시카고에 철골 구조를 사용한 고층 건물들이 연이어 들어서면서 이 시기는 초고층 건물 건축의 1세대로 여겨지게 되었고 당시 확산일로에 있던 상업용 고층 건물 건축 스타일을 두고 시카고 학파라고 불렀다.^[31]

시카고의 이러한 고층 건물 건축의 중심에 윌리엄 르바론 제니가 있었다. 그는 내력벽이 건물 하중의 일부를 함께 부담하던 기존 방식에서 더 나아가 철골 구조가 건물 하중을 온전히 다 부담하는 설계를 하였다. 이러한 구조의 건물은 먼저 강철 빔의 뼈대가 올라갔기 때문에 "시카고 스켈레톤"이라고 불렸다. 그가 설계한 홈 인슈어런스 빌딩은 철골 구조 외에도 오늘날 초고층 빌딩의 핵심 요소인 내화재 설계, 엘리베이터 설치, 전기 배선과 같은 요소들을 두루 갖추었다.^[32]

데니얼 번햄과 존 웰본 루트가 동업한 번햄과 루트는 1889년 시카고에 랜드 맥널리 빌딩을 지었다. 이 건물은 높이 45 m로 다른 보강재 없이 완전히 철골 구조로만 지어진 최초의 건물이었다.^[33] 루이스 설리번은 1891년 미주리주의 세인트루이스에 41 m 높이의 웨인라이트 빌딩을 지었다. 이 건물은 수직으로 급상승하는 외곽 철골 빔을 두어 보다 높이감을 강조하였다. 1889년 이탈리아 토리노에 167 m의 몰레 안토넬리아나가 세워졌다.

초기 고층 빌딩의 대부분은 시카고와 뉴욕에 집중되어 있는데, 19세기말 두 도시의 경제 성장으로 인해 고밀도 시설의 수요가 생겨났기 때문이다. 같은 시기 오스트레일리아의 멜버른에서도 비슷한 수요가 있었지만, 미국과는 다르게 철근이 아닌 기존의 석조 토대 공법을 사용하였고 오늘날까지 남아있는 건물은 거의 없다. 초고층 건물이 계속하여 생겨나자 화재 예방을 위한 규제가 새롭게 도입되어야 하였고, 도시계획에는 건물의 고도 제한이 추가되어야 하였다. 고도제한이 먼저 도입된 곳은 런던이다. 세인트 폴 대성당을 비롯한 여러 역사적 건물의 경관을 보호하기 위해 구역별로 건물의 고도를 제한하는 규제를 도입하였다.^[34] 이때문에 "세인트 폴 고도제한"으로 불린 이 정책은 1937년부터 공식적으로 시행되었다.^[35]

고층 건물의 화재에 대한 우려 역시 초창기부터 제기되었고 도시 전체의 경관을 무시하고 나홀로 솟아오르는 마천루에 대한 우려도 있었다. 미국보다는 유럽쪽에서 이러한 규제가 엄격하였기 때문에 초기 고층 건물의 건축 시기인 19세기 말에서 20세기 초 사이 유럽에서 두드러지는 높이의 건물은 흔하지 않았다. 대표적 고층 건물로 꼽을 수 있는 것으로는 1898년 로테르담에 세워진 43 m 높이의 위터 휘이스, 1908년 바르샤바에 세워진 51.5 m의 폴란드 전화합자회사 본점, 1911년 90m 높이로 세워진 리버풀의 로열 리버 빌딩,^[36] 1924년 뒤셀도르프에 세워진 61 m 높이의 빌헬름 마르크스 하우스, 1925년 스톡홀름에 89 m 로 세워진 쿵스토르넨^[37] 등이 있다.

이 시기는 또한 뉴욕과 시카고의 고층 건물 경쟁이 있던 시기이기도 하다. 결국 1895년 뉴욕은 103 m의 아메리칸 슈어티 빌딩을 지어 시카고의 고층 빌딩들을 아래에 두었다. 이 건물은 향후 수년 동안 세계에서 가장 높은 빌딩이었다.

준공	이미지	명칭	국가	위치	지붕 높이	첨탑 높이	층수	설계	해체
1889년		오디토리엄 빌딩	border 미국	시카고	82m	106m	17층	D. 번햄과 L. 설리번
1890년		뉴욕 월드 빌딩	border 미국	뉴욕	94m	106m	20층	조지 B. 포스트	1955년
1894년		맨해튼 생명보험 빌딩	미국	뉴욕	106m		18층		1930년
1895년		밀워키 시청	미국	밀워키	108m		15층
1899년		파크 로우 빌딩	미국	뉴욕	119m		30층
1901년		필라델피아 시청	미국	필라델피아	156m	167m	9층	존 맥아서 Jr.
1908년		싱어 빌딩	미국	뉴욕	187m		47층		1968년
1909년		메트로폴리탄 생명보험 회사 타워	미국	뉴욕	213m		50층	나폴레옹 르브랑 부자
1913년		울워스 빌딩	미국	뉴욕	241m		57층	캐스 길버트
1930년		크라이슬러 빌딩 (증축 전)	미국	뉴욕	282m		77층	윌리엄 반 알렌
1930년		40 월가	미국	뉴욕		283m	70층	H. 크레이그 세브런스
1930년		크라이슬러 빌딩 (증축 후)	미국	뉴욕	282m	319m	77층	윌리엄 반 알렌
1931년		엠파이어 스테이트 빌딩	미국	뉴욕	381m	449m	102층	슈리브, 램 & 해먼
1974년		세계무역센터 (1WTC·2WTC)	미국	뉴욕	417m	526m	110층	미노루 야마사키	2001년
1974년		시어스 타워 (현: 윌리스 타워)	미국	시카고	442m	527m	108층	스키드모어, 오윙스 & 메릴(SOM)
2004년		타이베이 101	대만	타이베이	448m	508m	101층	C.Y. Lee & Partners Architects
2010년	style="text-align:center" \|	부르즈 할리파	#넘겨주기	아랍에미리트	636m	828m	168층	SOM

3. 2. 현대의 마천루

19세기 말에서 20세기 초 건축 공법이 정립된 초고층 건물들은 철근 콘크리트, 통유리, 금속 등 다양한 커튼월의 도입과 펌프를 이용한 물 공급, 엘리베이터의 전면적인 사용과 같은 편의 설비가 추가되면서 오늘날과 같은 모습을 갖추어 가기 시작하였다. 특히 1960년대 북아메리카, 그 중에서도 미국에 세워진 마천루들은 냉전 시기와 맞물려 국가의 종합적인 힘을 과시하는 도구로 이용되었다.^[180]

대공황(1930년)과 제2차 세계 대전으로 인해 침체기를 겪었던 마천루 건설은 냉전 체제에서 체제 선전의 상징이 되었다. 제2차 세계대전 직후 소련은 모스크바에 스탈린 건축 양식으로 "일곱 자매"라 불리는 고층 건물들을 건설하였다. 모스코바 국립 대학교 본관은 1990년까지 동유럽에서 가장 높은 건물이었다.^[180] 동독의 프랑크푸르터 토르, 폴란드의 문화과학궁전, 우크라이나의 우크라이나 호텔, 라트비아의 라트비아 과학 아카데미와 같은 건물들이 사회주의권 국가에서 지어졌다. 서유럽 국가들 또한 에디피시오 에스파냐(117 m), 이탈리아의 토레 브레다(117 m)와 같은 건물들을 건설하며 고층 건물 건축에 참여했다.^[180]

1930년대부터 동아시아, 동남아시아, 라틴아메리카에서도 초고층 빌딩이 등장했으며, 1950년대 후반부터는 아프리카, 중동, 남아시아, 오세아니아의 도시에도 마천루가 건설되기 시작했다.^[180]

제2차 세계 대전 이후 고층 건물 건축은 국제 양식을 따랐으며, 오래된 마천루는 재건축되거나 철거되기도 하였다. 싱어 빌딩은 1968년 철거되었다.^[180]

루트비히 미스 판 데어 로에는 유리로 외장한 파사드를 지닌 고층 건물을 고안하였고,^[181] 1958년 프레드 세베루드와 함께^[182] 시그램 빌딩을 설계하였다. 이 건물은 모더니즘 건축의 정점으로 평가받는다.^[183]

1960년대 파즐루 칸은 튜브 구조 설계를 고안하여 마천루 설계에 중요한 혁신을 이루었다.^[187] 튜브 구조는 "프레임 튜브", "트러스 튜브", "다발 튜브" 등 다양한 형태로 발전했으며, 건물의 외벽을 튜브로 인식하여 얇은 벽을 가진 초고층 건물을 가능하게 했다.^[188]^[189]^[190] 1966년 플라자 온 드위트는 튜브 구조를 사용한 최초의 건물로, 현대 건축의 주요 발전으로 여겨진다.^[193] 튜브 공법은 "2차 시카고 학파"로 불리며,^[195] 존 핸콕 센터, 윌리스 타워와 같은 초고층 마천루 건설을 이끌었다.^[196] 할 이옌가르, 윌리엄 르메저, 미노루 야마사키 등도 이 분야의 선구자이다.

1970년대의 많은 건물들은 특정한 양식이 부족하여 이전의 건물 장식을 사용했으며, 파즐룰루 칸은 이러한 디자인이 합리성을 결여하고 천연 자원을 낭비한다고 비판했다.^[197]^[198] 칸은 최소한의 재료를 사용하는 건축이 환경에 미치는 영향도 줄일 수 있다고 보았다.^[199]

현대 건축은 "허영 층고"를 연구하며,^[200]^[201] 이는 건물의 최상층과 안테나, 깃대 등을 제외한 최상부 사이의 거리로, 실제 사용이 불가능한 공간이다.^[200] 오늘날의 마천루는 자원 절약, 지속 가능성, 구조 성능, 재료 유형, 건축 관행 등을 고려하여 설계되며, LEED는 미국의 그린 빌딩 인증 표준이다.^[205]

1980년 이후 포스트모더니즘 건축, 뉴어버니즘, 신고전 건축의 움직임과 함께 고전적인 접근 방식이 다시 유행하였다.^[206] 웰스 파고 센터, NBC 타워, 파크뷰 스퀘어, 포시즌스 호텔 뉴욕 다운타운, 메세투름, 페트로나스 트윈 타워, 진마오 타워 등이 이에 해당한다.

마천루 건축의 현대적 움직임에는 유기적 건축, 지속가능한 건축, 신미래주의, 하이테크 건축, 해체주의 건축, 모호성 건축, 디지털 건축, 유선형 건축, 모방주의 건축, 비판적 지역주의, 토속건축, 네오 아르 데코 등이 있다.

1920년대부터 1930년대 초까지 뉴욕의 부동산 개발자들은 "세계에서 가장 높은 건물"이라는 칭호를 두고 경쟁하였다. 크라이슬러 빌딩(1930년, 318.9m), 엠파이어 스테이트 빌딩(1931년, 443.2 m) 등이 세워졌고, 엠파이어 스테이트 빌딩은 1972년 세계 무역 센터가 세워지기 전까지 40년 동안 세계 최고 높이의 건물이었다. 세계 무역 센터는 2년 만에 시카고의 윌리스 타워에 추월당했고, 이후 쿠알라룸푸르의 페트로나스 트윈 타워(1998년, 452m), 두바이의 부르즈 할리파(2009년, 828m)가 세계 최고 높이 건물이 되었다.

현대 초고층 빌딩은 강철 또는 철근 콘크리트 골조와 커튼 월로 이루어져 있으며, 유리나 연마된 돌로 마감된다. CTBUH에 따르면, 1960년대 이후 초고층 빌딩은 도시 또는 국가의 세계적 위상을 나타내는 것으로 재해석되었다.^[38]

4. 설계 및 시공

마천루 설계 및 건설은 안전하고 쾌적한 거주 공간을 확보하기 위해 경제, 공학, 건축 등 다방면의 복잡한 문제를 해결하는 과정이다. 건물은 자체 무게, 바람, 지진을 견디고 화재로부터 거주자를 보호해야 하며, 편리한 접근성과 편의 시설, 쾌적한 환경을 제공해야 한다.^[207]

마천루는 철골 구조에 커튼월을 매다는 방식으로 건설된다. 철근 콘크리트 내력벽 구조는 초고층 건물의 하중을 견딜 수 없기 때문이다. 강철 철골 구조 프레임이 하중을 부담하고, 벽은 최소 면적에서 커튼월로 구성된다. 외벽은 하중 부담이 적은 재료를 사용하지만, 옛 철근 콘크리트 건물의 외관에서 아이디어를 얻는 경우도 있다.

마천루는 산업사회의 산물로, 화석 연료에서 파생된 에너지와 철강, 콘크리트와 같은 산업적으로 정제된 원자재가 있어야 건설 가능하다. 19세기 말 철골 구조 건축 발달로 고층 건물 건축에서 벽돌과 모르타르가 사라졌고, 20세기 철강 가격 하락과 인건비 상승으로 철근 콘크리트 건축과 일반적인 시공 기술이 되었다.

건물이 높아질수록 기초의 강철 빔은 더 크고 두꺼워져야 한다. 그러나 바닥 면적 제한으로 일정 높이 이상에서 철골 구조의 효율성은 감소하고 비용은 증가한다.^[207] 1960년대 튜브 구조 건축은 건물을 전체적으로 연결된 하중 구조체로 파악하여 공간 확보와 재료 절감을 해결했다. 윌리스 타워는 엠파이어 스테이트 빌딩보다 철강을 3분의 1 더 적게 사용했다. 튜브 구조는 내부 기둥을 줄여 공간을 확보했다.

1852년 엘리샤 오티스가 도입한 엘리베이터는 마천루의 필수 요소이다. 주요 엘리베이터 제조업체에는 오티스 엘리베이터, 티센크루프, 쉰들러 그룹, 코네 등이 있다.

마천루는 건설 기술 발전과 함께 더 높고 폭이 좁아졌다. 동조질량감쇠와 같은 기술로 바람과 진동에 대응하고, 건물에 공기 통로를 두기도 한다.^[208]

마천루 건축 공학에는 딜레마가 있다. 구조 설계 오류로 붕괴하면 막대한 인명 피해와 재산 손실이 발생하므로 절대 무너지면 안 되지만, 실제 실패 사례 없이는 구조 결함을 정확히 파악하기 어렵다. 마천루 설계는 시뮬레이션으로 얻은 필요 강도 이상으로 여력을 확보하여 진행된다. 붕괴 시 구조공학자들은 원인을 점검한다.

마천루 하중은 대부분 구조물 자체 무게 때문이다. 고정하중과 활하중을 합한 전체 하중보다 일정 이상의 하중이 일시에 주어져도 구조가 지탱될 수 있도록 설계된다. 저층부는 고층부 하중까지 부담하여 더 많은 자재가 필요하다. 하중 부담 감소를 위해 고층부를 좁게 짓기도 하지만, 하중 부담이 시각적 디자인으로 드러나지 않는 경우도 있다. 엠파이어 스테이트 빌딩의 고층부 후퇴 설계는 건축법에 따른 결과이고, 존 핸콕 센터의 대각선 지지대는 튜브 건축의 필요성에 따라 설치되었다.

마천루는 풍하중도 고려해야 한다. 바람은 높이가 올라갈수록 세지므로 최상단에서는 풍하중이 중요 요건이 될 수 있다. 지진과 같은 재난 상황도 예측 불가능한 수직 및 수평 하중을 가한다.

1895년 강철이 주철을 대체했다. 강철은 가단성이 뛰어나 다양한 모양으로 성형 가능하고 리벳으로 고정하여 강력한 연결이 보장되었다.^[209] 강철은 전단력을 견뎌내는 힘이 강해 공간을 확보하면서 단순한 프레임으로 구조체를 만드는 것이 가능했다. 강철의 단점은 높이가 높아질수록 지지부는 더 많은 재료를 사용해야 하고, 지지 부재 사이 거리가 줄어들고 재료 양도 증가하는 것이다. 40층 이상 건물에서는 지지 기둥 때문에 사용 가능한 바닥 공간이 줄고 효율성과 경제성이 떨어진다.^[210]

1963년 파즐루르 라흐만 칸은 튜브 구조 프레임을 고안했다. 튜브 구조 프레임은 "서너개 또는 그 이상의 프레임, 가새골조, 전단벽 등이 연결되어 구성되는 3차원의 공간 구조로 건축물의 측면 또는 측면과 연결된 수직형 골조로서 건물에 가해지는 모든 방향의 힘에 대응하는 구조"이다.^[211]^[212] 가까운 간격으로 서로 연결된 외부 기둥이 튜브를 형성하고 수평 하중은 구조물 전체에 의해 지지된다. 튜브 구조는 내부 기둥이 적어 넓은 공간을 확보하고 외장 표면 절반 정도를 창문으로 쓸 수 있다. 전이 거더를 이용하여 튜브 골조 무결성을 해치지 않으면서 프레임 분리도 가능하다. 튜브 구조 사용으로 마천루는 넓은 실내 공간을 확보하며 더 높게 건설하고 비용도 절감할 수 있게 되었다. 콘크리트 튜브 골조 구조는^[213] 1963년 시카고 플라자 온 디위트에 처음 적용된 이후^[214] 존 핸콕 센터와 세계 무역 센터의 건설에도 사용되었다.

튜브 구조는 1960년대 이후 지어진 40층 이상 마천루 설계의 기본 요소이다.^[215]^[216] 세계 무역 센터, Aon 센터, 페트로나스 트윈 타워, 진마오 타워 등이 대표적 사례이다.^[217] 2023년 현재 가장 높은 마천루인 부르즈 할리파도 튜브 구조를 적용했다.^[218]

'''트러스 튜브와 교차가새'''

|왼쪽|섬네일|높이에 따른 구조의 변화 - 튜브 구조는 마천루의 기본 구조가 되었다.]]

칸은 튜브 구조 외에도 교차가새를 이용한 트러스 튜브 등 새로운 구조를 도입했다. 존 핸콕 센터에 처음 사용된 교차가새는 X자형 강철 빔을 건물 외부에 트러스 구조로 설치하여 하중 일부를 외벽으로 분산시킨다. 내부 기둥 수를 줄이고 공간을 넓게 확보할 수 있다. 존 핸콕 센터의 교차가새는 하이테크 건축이 지향하는 구조적 표현을 나타낸다. 교차가새 이용으로 마천루 높이는 높아지고, 개방된 공간을 둘 수 있게 되었다.

교차가새를 이용한 트러스 튜브 구조의 존 핸콕 센터는 이전 철골 구조 마천루보다 효율적이다. 1931년 철골 구조 엠파이어 스테이트 빌딩은 평방미터당 206kg, 1961년 원 체이스 맨해튼 플라자는 275kg의 강철이 필요했지만, 존 핸콕 센터는 145kg만 필요했다.^[191] 트러스 튜브 개념은 온테리 센터, 뉴욕 시티그룹 센터, 홍콩 중국은행 타워 등에 적용되었다.^[219]

'''번들 튜브'''

여러 독립적 튜브 구조체를 상호 연결하면 독특한 외관의 마천루가 건설된다. 시카고 윌리스 타워는 높이가 다른 9개 튜브 구조를 사용했다. 번들 튜브 구조는 "건물이 상자 모양일 필요 없이 조각품이 될 수 있다"는 것을 의미했다.^[220]

'''이중 튜브 구조'''

이중 튜브 구조는 외부 튜브 구조 외에 전단벽을 형성하는 내부 튜브를 갖는다. 내외부 튜브는 연동되어 중력하중과 풍압, 진동에 저항하고 구조에 추가 강성을 제공하여 건물 상단 처짐 현상을 방지한다. 원 셀 플라자에 처음 도입되었고^[221] 페트로나스 트윈 타워 등에 적용되었다.^[222]

'''횡력 지지 시스템과 벨트 트러스'''

밸트 트러스는 여러 다발 막대를 고무밴드로 묶어 세우는 것과 같은 개념으로, 마천루에 추가 밸트 트러스를 구축하여 횡력 지지 시스템을 갖추는 구조이다.^[223] 미국 위스콘신주 밀워키 U.S. 뱅크 센터에 처음 도입되었고, 오스트레일리아 멜버른 BHP 하우스에 적용되었다. U.S. 뱅크 센터는 42층, 183m 건물로 하단, 중앙, 상단 세 곳에 외부 돌출 밸트 트러스를 구축했다.^[224] 밸트 드러스 구조는 상하이 세계금융센터에도 적용되었다.^[223]

'''콘크리트 튜브 구조'''

칸이 마지막으로 설계한 주요 마천루는 원 매그니피컨트 마일과 온테리어 센터로, 각각 번들 튜브 및 트러스 튜브 구조로 설계되었다. 주로 강철 빔 구조체였던 칸의 초기 마천루들과 달리 이 두 건물은 콘크리트 튜브로 지어졌다.^[225] 뉴욕시 트럼프 타워도 이 시스템을 채택한 건물이다.^[226]

'''전단벽 골조 상호 작용 시스템'''

전단벽 골조 상호 작용 시스템은 중간 높이 고층 빌딩에 적용되는 구조체로 칸이 고안했다. 전단벽과 골조 상호 작용을 통해 횡하중을 나눈다.^[227] 1965년 완공된 35층 높이 브런스위크 빌딩에 처음 사용되었다.^[228] 브런스위크 빌딩은 콘크리트 전단벽 코어를 콘크리트 골조 외장 보와 스팬드럴로 감싸는 디자인으로 설계되었다.^[229] 이후 70층 높이 아파트 건물에 적용되었다.^[230]

엘리베이터는 마천루 건설의 전제 조건이다. 층고가 높아질수록 더 많은 엘리베이터와 샤프트가 필요하다. 샤프트는 전용 공간을 잠식하고 엘리베이터 운용에는 막대한 에너지가 소모된다. 서비스 코어가 너무 커지면 건물의 수익성은 떨어진다. 마천루 건축은 서비스 코어 손실과 사용 공간 수익 균형을 맞춘다.^[231]

많은 고층 건물이 엘리베이터 설치 공간을 줄이기 위해 세계 무역 센터나 존 핸콕 센터처럼 스카이 로비층을 두고 고속/로컬 엘리베이터를 나누었다. 그러나 이 방식은 시간이 더 걸리는 단점이 있다.

페트로나스 트윈 타워는 더블데크 엘리베이터를 사용하여 수송량을 늘렸지만, 멈춰서면 함께 묶인 데크 승객도 기다려야 하는 단점이 있다.

|섬네일|200x200픽셀|런던 20 펜처치 스트리트의 공중정원]]

마천루는 높이 때문에 최상부에 편의 시설을 둔다. 세계 무역 센터, 페트로나스 트윈 타워, 윌리스 타워, 타이베이 101 최상부에는 전망대를 겸하는 스카이 로비가 있다. 존 핸콕 센터 44층 스카이 로비에는 실내 수영장이 있다.^[232]

5. 경제적 타당성

마천루는 일반적으로 땅값이 비싼 도심에 위치한다. 고층건물은 연면적당 토지 비용을 최소화하기 위해 지어지므로 일대의 땅값이 매우 비싸다면 마천루 건설의 경제적 타당성을 확보할 수 있다. 특별히 고도 제한을 하지 않는다면 인구가 밀집한 경제 중심지에 마천루가 세워지기 마련이다.^[83]

마천루는 대도시의 상징이다. 중소 도시의 경우 마천루의 경제적 타당성이 갖춰질 만큼 땅값이 비싸질 이유가 없다. 마천루 입주자는 대부분 사무실, 상업 시설, 호텔 등으로 마천루를 이용하는데 마천루의 임대료 역시 매우 비쌀 수 밖에 없기 때문이다.^[83]

오늘날 마천루는 런던이나 뉴욕과 같은 대도시 중심부처럼 토지가 비싼 곳에서 점점 더 흔하게 볼 수 있는데, 이는 단위 면적당 임대 가능한 바닥 면적 비율이 높기 때문이다.

매우 높은 마천루의 또 다른 단점은 효율적인 수직 이동을 위해 많은 엘리베이터 샤프트가 필요하기 때문에 사용 가능한 바닥 면적이 감소한다는 것이다. 이는 급행 엘리베이터와 스카이 로비 도입으로 이어졌다.

초고층 건물은 규모에 따라 다르지만, 대부분 막대한 수요 능력을 가지고 있기 때문에 재개발 사업 등을 계획할 때 구획 정리 후 부지에 건설될 건물로 초고층 건축물이 채택되는 경우가 많다.

에드워드 글레이저(Edward Glaeser) 교수 등은 초고층 건물을 통해 경제적 혁신과 사람들의 상호 작용이 가능하다고 주장하고 있다.^[129]

초고층 건물이 건설되는 경우로는, 부동산 가격이 높은 토지에 사업자가 투자하려 할 때 투자 자금 회수를 위해 다층 건축을 설계하여 수익을 얻으려는 것에서 초고층 건물이 되는 경우, 제한된 토지에 큰 수용 능력을 필요로 하는 경우, 토지나 도시, 국가 등의 랜드마크(상징)으로서 건설하는 경우 등이 있다.

초고층 건물은 주변에서도 눈에 띄는 높이가 되는 경우가 많아 주변 지역에 미치는 영향도 크다. 따라서 높은 디자인성을 가진 초고층 건물은 그 지역이나 건물 건축주, 건물을 사용하는 임차인의 이미지를 향상시키기도 하지만, 그 건축이 주변 지역에서 받아들여지지 않을 경우에는 계획 수정이나 건축 금지를 요구하는 소송이 제기되기도 한다.

역사적인 지역이나 기존 주택에서 솟아오른 높이의 타워맨션 계획에 대해 "주변에 편의를 제공하지 않는다"는 소송·반대 운동 사례가 특히 일본에서 많다.^[130] 또한 초고층 건물 용지로 초기 모더니즘 건축을 해체하고 재개발이 이루어지는 경우가 많아, 고전적 모더니즘 지지자들로부터 반발이 제기되고 있다.^[131]

에너지 절약 대책의 예로 베트남 정부는 2017년 고층 건물의 에너지 효율 향상 계획을 승인하고 관련 법률 정비 등을 검토하고 있다.^[132]

6. 환경 영향

마천루 건설에는 강철, 콘크리트, 유리와 같은 많은 양의 자재가 필요하며, 이러한 자재들은 이미 상당한 체화 에너지를 지니고 있어 자재와 에너지가 집약된 건물이다.^[84] 마천루는 일반 건물보다 더 강한 기초가 필요하고, 건축 자재를 높은 곳까지 들어 올려야 하므로 시공에 더 많은 에너지가 소요된다. 완공 후에도 물을 꼭대기까지 끌어올리는 펌프, 엘리베이터, 공조 설비, 조명 등으로 많은 에너지를 소비한다.

마천루의 친환경적 에너지 사용을 위해 재생 가능 에너지 등 온실 가스 배출이 적은 에너지원을 도입하고, 중앙집중식 공조 설비와 열 복사 차단재를 적용한 창문을 설치하며, 건물의 부피 대비 표면적이 적은 디자인을 통해 에너지 소비를 줄일 수 있다. 국제 양식과 함께 유행했던 통유리 커튼월은 냉난방 에너지 소비가 많아 환경에 부정적이라는 비판을 받았다.^[84] LEED는 2011년 9월 엠파이어 스테이트 빌딩에 에너지 및 환경 디자인 부문 황금 리더십 등급을 부여했는데, 이는 간전기에 지어진 초기 마천루임에도 에너지 효율이 뛰어나다는 것을 보여준다.^[233] 이후 마천루 설계는 에너지 효율과 친환경성을 고려하는 방향으로 발전했으며, 영국 런던의 30 세인트 메리 액스는 환경 친화적 마천루의 사례로 꼽힌다.

런던 30 세인트 메리 액스는 현대적인 친환경 마천루의 사례로 평가된다.

마천루의 층고별 에너지 사용량은 일정하지 않다. 2013년 연구에 따르면 9층까지의 평균 에너지 사용 집약도는 80kBtu/ft/yr인 반면, 50층 이상은 약 117 kBtu/ft/yr였다.^[236] 30-39층 사이는 미기후와 내부 냉난방, 급수 시스템 압력 차이로 인해 에너지 사용량이 소폭 감소한다.^[87] 마천루의 전체 에너지 소비 중 5~25%는 엘리베이터 사용에 의한 것이다.^[237]

마천루 건축에는 체화 에너지와 체화 탄소를 줄이기 위한 재료 선택과 구조 디자인이 필요하다.^[238] 교토 의정서 이후 건축에서도 체화 탄소량 집계와 평가가 중요해졌다. 마천루 건축에서 체화 탄소는 사용 재료와 구조 디자인에 따라 달라지며, 특정 층고에서 가장 낮은 값을 보이기도 한다.^[239]

도심의 건물 밀집 지역은 미기후 때문에 대기 오염물질 확산이 불균일하며, 마천루는 층고에 따라 오염물질 농도가 높은 "데드존"과 공기 상태가 좋은 "핫스팟"으로 나뉜다.^[240] 주변 건물 밀집도에 따라서도 영향을 받는다.^[240] 스프롤 현상과 자동차 증가로 도심에 대기 오염원이 갇히는 현상이 발생하면 "데드존"도 커진다.^[241] 도심의 미세먼지는 천식, 기관지염, 암을 유발하고, 이산화질소는 신경 장애 및 질식을 유발할 수 있다.^[242]

7. 국가별 마천루

국가별 대표적 마천루
마천루	완공 연도	높이	해당 국가의 마천루 목록
엠파이어 스테이트 빌딩	1931년	381 m	미국의 마천루
세계 무역 센터	1973년	417 m
원 월드 트레이드 센터	2013년	541 m
롯데월드타워	2017년	555 m	대한민국의 마천루
타이베이 101	2003년	509.2 m	타이완의 마천루
류경호텔	영원히 미완공 예정	330m	북한의 마천루
부르즈 할리파	2009년	828 m	아랍에미리트의 마천루
아브라즈 알 바이트	2012년	601 m	사우디아라비아의 마천루
상하이 타워	2014년	632 m	중국의 마천루
국제상업센터	2010년	484 m	홍콩의 마천루
아베노하루카스	2014년	301 m	일본의 마천루
랜드마크 81	2018년	461.2 m	베트남의 마천루
페트로나스 트윈 타워	1998년	451.9 m	말레이시아의 마천루
더 익스체인지 106	2019년	445.5 m	말레이시아의 마천루
탄종파가르 센터	2016년	290 m	싱가포르의 마천루
OUB 센터	1987년	280 m	싱가포르의 마천루
더 샤드	2012년	304 m	영국의 마천루
몽파르나스 타워	1973년	210 m	프랑스의 마천루
코메르츠방크 타워	1997년	259 m	독일의 마천루
라흐타 센터	2018년	398 m	러시아의 마천루
토레 데 크리스탈	2008년	249 m	스페인의 마천루
터닝 토르소	2005년	190 m	스웨덴의 마천루
Q1	2005년	275 m	오스트레일리아의 마천루

미국은 세계 초고층 빌딩의 선구자적인 국가이며, 시카고, 뉴욕, 로스앤젤레스 등 많은 대도시에 초고층 빌딩이 집중되어 있다. 1973년 시어스 타워(현 윌리스 타워)가 완공되면서 뉴욕으로부터 세계 1위 자리를 탈환했다. 2013년에는 1 월드 트레이드 센터(541m)가 재건되어 미국에서 가장 높은 빌딩이 되었다.

1960년대까지 초고층 빌딩 건설은 주로 미국의 독무대였지만, 아시아 지역의 경제 발전과 함께 아시아에서도 점차 초고층 빌딩이 증가해 왔다. 현재는 경제 발전이 두드러진 중국, 한국, 인도, 동남아시아 국가들, UAE를 중심으로 초고층 빌딩 건설이 진행되고 있다.

; 일본

일본에서는 1970년대부터 1980년대에 걸쳐 초고층 빌딩 건설이 본격화되었으며, 신주쿠 부도심이나 우메다 등이 대표적이다. 일본에서 가장 높은 초고층 빌딩은 아자부다이 힐스 모리 JP 타워(325m)이며, 2027년에는 Torch Tower가 준공될 예정이다.

; 중국

중국에서는 개혁 개방 정책에 따라 경제 특구 및 경제 기술 개발구가 설치되면서 외국 자본 유입과 경제 발전으로 여러 도시에 초고층 빌딩이 건설되었다. 현재 가장 높은 초고층 빌딩은 상하이 타워이며, 높이 세계 3위이다. 2021년부터 중국 정부는 500미터 이상 초고층 건축물 건설을 금지하고 있다.^[138]

; 홍콩

홍콩에서는 영국 통치 시대인 1970년대부터 많은 초고층 빌딩이 지어졌다. 2010년에 준공된 환구무역광장을 필두로 아시아 최고 수준의 초고층 빌딩 군을 형성하고 있다.

; 대만

현재 대만에서 가장 높은 초고층 빌딩은 타이베이 101이며, 완공 당시에는 세계에서 가장 높은 빌딩이었다. 대만 제2위의 초고층 빌딩은 가오슝 85빌딩이다.

; 한국

한국은 초고층 건축이 활발한 국가 중 하나이며, 250m를 넘는 초초고층 빌딩 보유 수는 세계 4위이다. 1985년 63빌딩이 완공되어 당시 아시아 최고층 빌딩이 되었다. 2017년 롯데월드타워(555m)가 건설되면서 한국에서 가장 높은 건축물이 되었다.

; 북한

북한의 수도 평양에서는 2010년부터 건설 붐이 일어나고 있으며, 류경호텔을 중심으로 고층 빌딩이 즐비하다.

; 싱가포르

싱가포르는 개발독재 체제하에 경제 성장을 이루었으며, 남부 라플스 플레이스에는 수많은 초고층 빌딩이 세워졌다. OUB센터, UOB 플라자, 리퍼블릭 플라자 등이 대표적이다.

; 말레이시아

말레이시아의 수도 쿠알라룸푸르에서는 마하티르 모하맛 전 총리의 경제 정책으로 경제가 성장하였고, 페트로나스 트윈 타워가 건설되었다. 2023년에는 PNB118이 완공되어 세계에서 두 번째로 높은 초고층 빌딩이 되었다.

; 태국

태국에서는 1997년 바이욕 타워 II가 준공되어 동남아시아에서 비교적 일찍 고층화가 시작되었다.

; 필리핀

필리핀의 금융 중심지 마카티와 수도 마닐라에는 고층 빌딩이 즐비하다.

; 인도

인도는 경제 발전에 따라 2010년대부터 높이 200m 이상의 초고층 빌딩이 증가하기 시작했으며, 2018년 320m 높이의 파레 로열(Pare Royal)이 준공되었다.

; 아랍에미리트

중동의 물류 및 금융 중심지인 아랍에미리트(UAE)의 두바이에서는 최근 많은 초고층 빌딩들이 들어서 있다. 2010년에는 세계에서 가장 높은 초고층 빌딩인 부르즈 할리파가 준공되었다.^[139]

유럽에서는 역사적 건축물 보호 정책으로 인해 초고층 건물이 적었으나, 21세기에 들어 초고층 빌딩 건설이 두드러지고 있다.^[140] 특히 영국 런던, 프랑스 파리, 이탈리아 밀라노, 독일 베를린, 프랑크푸르트, 러시아 모스크바 등에서 그러한 움직임이 활발하다.

; 러시아

모스크바에서는 소련 시절 스타린 양식의 초고층 건물이 건설되었으며, 2000년대에 들어 경제 발전과 더불어 초고층 건물 건설이 진행되고 있다. 모스크바 국제 비즈니스 센터 계획이 진행 중이며, 페데라치야 타워는 현재 유럽에서 가장 높은 건물이다.

; 영국

런던에서는 도크랜즈 지역 재개발로 캐나리 워프라는 신도심이 조성되면서 초고층 오피스 빌딩이 건설되었다. 2012년에는 더 샤드가 완성되었다.

; 스웨덴

스웨덴 남부 도시 말뫼에 스칸디나비아에서 가장 높은 터닝 토르소라는 빌딩이 있다.

; 독일

통일 독일의 수도 베를린에서는 고층 또는 초고층 빌딩이 건설되기 시작했다. 프랑크푸르트에서는 코메르츠방크, 독일은행, 메세투르 등 200m가 넘는 초고층 빌딩이 건설되었다.

; 프랑스

파리에서는 몽파르나스 타워 완성 이후 도심 초고층 빌딩 건설이 금지되었지만, 라 데팡스 지역에 초고층 빌딩이 건설되었다.

; 스페인

마드리드 카스테야나 거리에는 AZCA와 쿠아트로 토레스 비즈니스 에리아(CTBA) 등 초고층 빌딩 밀집 지역이 조성되었다.

8. 문화

9월 3일은 "마천루의 날"로 기념된다.^[250] 엠파이어 스테이트 빌딩에서는 해마다 계단을 뛰어오르는 마라톤 대회가 열린다.^[251]

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